Fugu-MT 論文翻訳(概要): Constructing Local Bases for a Deep Variational Quantum Eigensolver for Molecular Systems

論文の概要: Constructing Local Bases for a Deep Variational Quantum Eigensolver for Molecular Systems

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.08473v2
Date: Mon, 23 Jan 2023 11:19:16 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-02-25 12:57:07.711857
Title: Constructing Local Bases for a Deep Variational Quantum Eigensolver for Molecular Systems
Title（参考訳）: 分子系の深部変分量子固有解法のための局所基底の構成
Authors: Luca Erhart, Kosuke Mitarai, Wataru Mizukami and Keisuke Fujii
Abstract要約: 本稿では,量子化学問題に適用したディープVQEアルゴリズムの性能について論じる。具体的には、異なる部分空間形成法を検証し、10個のH原子木状分子の精度と複雑さを比較した。深部VQEは基底状態の電子相関エネルギーを1%以下の誤差にシミュレートできる。
参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6181093777643575
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: Current quantum computers are limited in the number of qubits and coherence time, constraining the algorithms executable with sufficient fidelity. The variational quantum eigensolver (VQE) is an algorithm to find an approximate ground state of a quantum system and is expected to work on even such a device. The deep VQE [K. Fujii, et al., arXiv:2007.10917] is an extension of the original VQE algorithm, which takes a divide-and-conquer approach to relax the hardware requirement. While the deep VQE is successfully applied for spin models and periodic material, its validity on a molecule, where the Hamiltonian is highly nonlocal in the qubit basis, is still unexplored. Here, we discuss the performance of the deep VQE algorithm applied to quantum chemistry problems. Specifically, we examine different subspaceforming methods and compare their accuracy and complexity on a 10 H-atom treelike molecule as well as a 13 H-atom version. Additionally, we examine the performance on the natural occurring molecule retinal. This work also proposes multiple methods to lower the number of qubits required to calculate the ground state of a molecule. We find that the deep VQE can simulate the electron-correlation energy of the ground state to an error of below 1%, thus helping us to reach chemical accuracy in some cases. The accuracy differences and qubits' reduction highlights the basis creation method's impact on the deep VQE.
Abstract（参考訳）: 現在の量子コンピュータは、量子ビット数とコヒーレンス時間に制限があり、アルゴリズムの実行を十分な忠実度で制限している。変分量子固有解法(VQE)は、量子システムの近似基底状態を見つけるアルゴリズムであり、そのようなデバイスでも動作することが期待されている。ディープVQE (K. Fujii, et al., arXiv:2007.10917] は、ハードウェア要件を緩和するために、分割型アプローチを採用するオリジナルのVQEアルゴリズムの拡張である。深部VQEはスピンモデルや周期的な材料にうまく応用されているが、ハミルトニアンが量子ビットベースで非常に非局所である分子に対する有効性はまだ解明されていない。本稿では,量子化学問題に適用したディープVQEアルゴリズムの性能について論じる。具体的には, 10個のH原子系および13個のH原子系で, それらの精度と複雑さを比較した。さらに,自然発生分子網膜の性能について検討した。この研究はまた、分子の基底状態を計算するのに必要な量子ビットの数を減少させる複数の方法を提案する。深部VQEは、基底状態の電子相関エネルギーを1%未満の誤差にシミュレートすることができ、場合によっては化学的精度に達するのに役立ちます。精度の違いと量子ビットの減少は、基底生成法が深部VQEに与える影響を強調する。

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