論文の概要: Minimizing state preparation times in pulse-level variational molecular simulations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.06818v1
• Date: Mon, 14 Mar 2022 02:19:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-22 03:45:23.503549
• Title: Minimizing state preparation times in pulse-level variational molecular simulations
• Title（参考訳）: パルスレベルの変動分子シミュレーションにおける状態形成時間最小化
• Authors: Ayush Asthana, Chenxu Liu, Oinam Romesh Meitei, Sophia E. Economou, Edwin Barnes, Nicholas J. Mayhall
• Abstract要約: ctrl-VQEと呼ばれる変分パルス整形アルゴリズムがこの問題に対処するために最近提案された。 クトルVQEの最も短いパルスは、結合したトランモン量子ビットを記述したハミルトニアンデバイスに対して、ターゲット分子波動関数を準備することである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum simulation on NISQ devices is severely limited by short coherence times. A variational pulse-shaping algorithm known as ctrl-VQE was recently proposed to address this issue by eliminating the need for parameterized quantum circuits, which lead to long state preparation times. Here, we find the shortest possible pulses for ctrl-VQE to prepare target molecular wavefunctions for a given device Hamiltonian describing coupled transmon qubits. We find that the time-optimal pulses that do this have a bang-bang form consistent with Pontryagin's maximum principle. We further investigate how the minimal state preparation time is impacted by truncating the transmons to two versus more levels. We find that leakage outside the computational subspace (something that is usually considered problematic) speeds up the state preparation, further reducing device coherence-time demands. This speedup is due to an enlarged solution space of target wavefunctions and to the appearance of additional channels connecting initial and target states.
• Abstract（参考訳）: NISQデバイス上の量子シミュレーションは、短いコヒーレンス時間によって著しく制限されている。 ctrl-VQEと呼ばれる変分パルス整形アルゴリズムが最近提案され、パラメータ化量子回路の必要性を排除してこの問題に対処した。 ここで、ctrl-vqeの最も短いパルスは、結合したトランスモン量子ビットを記述するハミルトニアンのデバイスに対してターゲット分子波動関数を準備することである。 これを行う時間最適化パルスは、ポントリャーギンの最大原理に一致するバンバン型を持つ。 さらに, トランスモンを2段階以上のレベルに切り離すことによって, 極小状態調製時間の影響について検討した。 計算部分空間外のリーク(通常問題とされるもの)は状態準備を高速化し、デバイスコヒーレンス時の要求をさらに減少させる。 このスピードアップは、ターゲット波動関数の拡張された解空間と、初期状態と目標状態を結ぶ追加チャネルの出現に起因する。

関連論文リスト

• Quantum speed limit in quantum sensing [0.0]
  最適時間分解能は量子速度限界(QSL)と密接に関連していることを示す。 ダイアモンド中の窒素空孔中心のスピン-1 クォートを例に、実践的な実装について議論する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-26T13:44:43Z)
• Optimal Control of Spin Qudits Subject to Decoherence Using Amplitude-and-Frequency-Constrained Pulses [44.99833362998488]
  信号の最大振幅と周波数を拘束できる定式化を導入する。 得られるパルスは、シュル・オーディンガーの方程式で達成されたパルスと比較して、連続的に操作忠実度を向上する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-23T10:10:38Z)
• Compressed-sensing Lindbladian quantum tomography with trapped ions [44.99833362998488]
  量子システムの力学を特徴づけることは、量子情報プロセッサの開発における中心的な課題である。 従来の欠点を緩和するLindbladian quantum tomography(LQT)の2つの改良点を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-12T09:58:37Z)
• Pulse-controlled qubit in semiconductor double quantum dots [57.916342809977785]
  単一電子電荷量子ビットの量子制御のための数値最適化多パルスフレームワークを提案する。 新規な制御方式は、キュービットを断熱的に操作すると同時に、高速で一般的な単一キュービット回転を行う能力も保持する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-08T19:00:02Z)
• Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate Landau-Zener model [50.591267188664666]
  本研究では,Landau-Zenerモデルにおける過渡ダイナミクスを,Landau-Zener速度の関数として検討する。 我々の実験は、工学的なボソニックモードスペクトルに結合した量子ビットを用いたより複雑なシミュレーションの道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-26T15:04:11Z)
• Simulating the Mott transition on a noisy digital quantum computer via Cartan-based fast-forwarding circuits [62.73367618671969]
  動的平均場理論(DMFT)は、ハバードモデルの局所グリーン関数をアンダーソン不純物のモデルにマッピングする。 不純物モデルを効率的に解くために、量子およびハイブリッド量子古典アルゴリズムが提案されている。 この研究は、ノイズの多いデジタル量子ハードウェアを用いたMott相転移の最初の計算を提示する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-10T17:32:15Z)
• Simulation of adiabatic quantum computing for molecular ground states [0.0]
  Adiabatic State prepared (ASP) の時間ダイナミクスをシミュレーションするための新しいアプローチについて検討する。 我々はこの新しいアプローチを用いて、小さな分子系とHubbardモデルの集合に対してASPをシミュレートする。 要求された状態の準備時間は、実際のハードウェア上でのASPの効率的な実行を妨げる即時的な指数関数的な壁を示さないことが分かりました。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-22T17:59:08Z)
• Long-time simulations with high fidelity on quantum hardware [1.8909337252764988]
  本研究では,現在のハードウェア上で長時間,高忠実度シミュレーションを行うことが可能であることを示す。 具体的には、リゲッティおよびIBM量子コンピュータ上でのXYモデルスピンチェーンをシミュレートする。 これは反復トロッター法で可能なよりも150倍長い因子である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-08T16:18:50Z)
• Fast and differentiable simulation of driven quantum systems [58.720142291102135]
  我々は、ダイソン展開に基づく半解析手法を導入し、標準数値法よりもはるかに高速に駆動量子系を時間発展させることができる。 回路QEDアーキテクチャにおけるトランスモン量子ビットを用いた2量子ゲートの最適化結果を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-16T21:43:38Z)
• Gate-free state preparation for fast variational quantum eigensolver simulations: ctrl-VQE [0.0]
  VQEは現在、短期量子コンピュータ上で電子構造問題を解決するためのフラッグシップアルゴリズムである。 本稿では、状態準備に使用される量子回路を完全に取り除き、量子制御ルーチンに置き換える代替アルゴリズムを提案する。 VQEと同様に、最適化された目的関数は、量子ビットマップされた分子ハミルトニアンの期待値である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-08-10T17:53:09Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。