論文の概要: Hardware-efficient entangled measurements for variational quantum
algorithms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.06979v4
- Date: Fri, 26 May 2023 16:00:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-30 00:38:25.914415
- Title: Hardware-efficient entangled measurements for variational quantum
algorithms
- Title（参考訳）: 変動量子アルゴリズムのためのハードウェア効率な絡み合い測定
- Authors: Francisco Escudero, David Fern\'andez-Fern\'andez, Gabriel Jaum\`a,
Guillermo F. Pe\~nas, and Luciano Pereira
- Abstract要約: 変分アルゴリズムは、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイスを使用して、実用的な問題を解決するために使用できる。
ハードウェア効率のよいエンタングルド計測(HEEM)を提案する。
この戦略により,NISQデバイスにおける分子ハミルトニアンの回路数を削減することにより,分子ハミルトニアンの評価が向上することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Variational algorithms have received significant attention in recent years
due to their potential to solve practical problems using noisy
intermediate-scale quantum (NISQ) devices. A fundamental step of these
algorithms is the evaluation of the expected value of Hamiltonians, and hence
efficient schemes to perform this task are required. The standard approach
employs local measurements of Pauli operators and requires a large number of
circuits. An alternative is to make use of entangled measurements, which might
introduce additional gates between physically disconnected qubits that harm the
performance. As a solution to this problem, we propose hardware-efficient
entangled measurements (HEEM), that is, measurements that permit only
entanglement between physically connected qubits. We show that this strategy
enhances the evaluation of molecular Hamiltonians in NISQ devices by reducing
the number of circuits required without increasing their depth. We provide
quantitative metrics of how this approach offers better results than local
measurements and arbitrarily entangled measurements. We estimate the
ground-state energy of the H$_2$O molecule with classical simulators and
quantum hardware using the variational quantum eigensolver with HEEM.
- Abstract（参考訳）: 近年,ノイズの多い中間規模量子(NISQ)デバイスを用いた実用的な問題を解く可能性から,変分アルゴリズムは注目されている。
これらのアルゴリズムの基本的なステップは、ハミルトニアンの期待値の評価であり、そのため、このタスクを実行するための効率的なスキームが必要である。
標準的アプローチはポーリ演算子の局所的測定を採用し、多数の回路を必要とする。
これは物理的に切り離されたキュービット間のゲートを追加して性能を損なう可能性がある。
この問題に対する解決策として,ハードウェア効率の高いエンタングル測定(heem),すなわち物理的に接続されたキュービット間のエンタングルのみを許容する測定を提案する。
この戦略により,NISQデバイスにおける分子ハミルトニアンの評価が深度を増すことなく必要となる回路数を削減できることが示されている。
このアプローチが局所的な測定や任意に絡み合った測定よりも優れた結果をもたらすかの定量的指標を提供する。
古典シミュレータを用いたh$_2$o分子の基底状態エネルギーとheemを用いた変分量子固有解法を用いて量子ハードウェアを推定する。
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