論文の概要: Accelerated Convergence of Contracted Quantum Eigensolvers through a
Quasi-Second-Order, Locally Parameterized Optimization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.01726v1
- Date: Tue, 3 May 2022 18:48:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-14 11:42:21.966780
- Title: Accelerated Convergence of Contracted Quantum Eigensolvers through a
Quasi-Second-Order, Locally Parameterized Optimization
- Title(参考訳): 準第2次局所パラメータ最適化による量子固有解法の高速化
- Authors: Scott E. Smart and David A. Mazziotti
- Abstract要約: 収縮量子固有解法(CQE)は、量子コンピュータ上の多電子シュリンガー方程式の解を求める。
本研究では,古典最適化理論のツールを用いて,CQEとその波動関数アンサッツの収束を加速する。
- 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: A contracted quantum eigensolver (CQE) finds a solution to the many-electron
Schr\"odinger equation by solving its integration (or contraction) to the
2-electron space -- a contracted Schr\"odinger equation (CSE) -- on a quantum
computer. When applied to the anti-Hermitian part of the CSE (ACSE), the CQE
iterations optimize the wave function with respect to a general product ansatz
of two-body exponential unitary transformations that can exactly solve the
Schr\"odinger equation. In this work, we accelerate the convergence of the CQE
and its wavefunction ansatz via tools from classical optimization theory. By
treating the CQE algorithm as an optimization in a local parameter space, we
can apply quasi-second-order optimization techniques, such as quasi-Newton
approaches or non-linear conjugate gradient approaches. Practically these
algorithms result in superlinear convergence of the wavefunction to a solution
of the ACSE. Convergence acceleration is important because it can both minimize
the accumulation of noise on near-term intermediate-scale quantum (NISQ)
computers and achieve highly accurate solutions on future fault-tolerant
quantum devices. We demonstrate the algorithm, as well as some heuristic
implementations relevant for cost-reduction considerations, comparisons with
other common methods such as variational quantum eigensolvers, and a
fermionic-encoding-free form of the CQE.
- Abstract(参考訳): 縮約量子固有解法(CQE)は、量子コンピュータ上の2電子空間への積分(あるいは縮約)を解き、多電子シュリンガー方程式の解を求める。
cse(acse)の反エルミート部分に適用すると、cqe反復はシュル=オディンガー方程式を正確に解くことができる2体指数ユニタリ変換の一般積 ansatz に関して波動関数を最適化する。
本研究では,古典最適化理論のツールを用いて,CQEとその波動関数アンサッツの収束を加速する。
cqeアルゴリズムを局所パラメータ空間の最適化として扱うことにより、準ニュートン法や非線形共役勾配法のような準二階最適化手法を適用できる。
実際、これらのアルゴリズムは波動関数をACSEの解に超線型収束させる。
収束加速は、近未来の中規模量子コンピュータ(NISQ)におけるノイズの蓄積を最小限に抑え、将来のフォールトトレラント量子デバイスにおける高精度な解を達成できるため重要である。
提案アルゴリズムは,コスト削減を考慮したヒューリスティックな実装,変分量子固有解法などの一般的な手法との比較,およびCQEのフェルミオンエンコーディングフリーな形式を示す。
関連論文リスト
- Optimizing Unitary Coupled Cluster Wave Functions on Quantum Hardware: Error Bound and Resource-Efficient Optimizer [0.0]
本稿では、量子ハードウェア上でのユニタリ結合クラスタ波関数の最適化のための射影量子固有解法(PQE)アプローチについて検討する。
このアルゴリズムはシュル・オーディンガー方程式の射影を用いて、試行状態をハミルトニアンの固有状態に効率的に近づける。
我々は,BFGS法を用いて最適化されたarXiv:2102.00345とVQEの両方で導入された最適化よりも優れていることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-10-19T15:03:59Z) - Bias-field digitized counterdiabatic quantum optimization [39.58317527488534]
我々はこのプロトコルをバイアス場デジタルダイアバティック量子最適化(BF-DCQO)と呼ぶ。
私たちの純粋に量子的なアプローチは、古典的な変分量子アルゴリズムへの依存を排除します。
基底状態の成功確率のスケーリング改善を実現し、最大2桁まで増大する。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-05-22T18:11:42Z) - Performant near-term quantum combinatorial optimization [1.1999555634662633]
線形深度回路を用いた最適化問題に対する変分量子アルゴリズムを提案する。
我々のアルゴリズムは、ターゲット量子関数の各項を制御するために設計されたハミルトン生成器からなるアンサッツを使用する。
性能と資源最小化のアプローチは、潜在的な量子計算上の利点の候補として有望である、と結論付けます。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-04-24T18:49:07Z) - Bayesian Parameterized Quantum Circuit Optimization (BPQCO): A task and hardware-dependent approach [49.89480853499917]
変分量子アルゴリズム(VQA)は、最適化と機械学習問題を解決するための有望な量子代替手段として登場した。
本稿では,回路設計が2つの分類問題に対して得られる性能に与える影響を実験的に示す。
また、実量子コンピュータのシミュレーションにおいて、ノイズの存在下で得られた回路の劣化について検討する。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-04-17T11:00:12Z) - Boundary Treatment for Variational Quantum Simulations of Partial Differential Equations on Quantum Computers [1.6318838452579472]
本稿では偏微分方程式によって記述された初期境界値問題を解くための変分量子アルゴリズムを提案する。
このアプローチでは、現在のノイズの多い中間スケール量子時代の量子コンピュータに適した古典的/量子的ハードウェアを使用する。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-02-28T18:19:33Z) - Quantum Circuit Optimization through Iteratively Pre-Conditioned
Gradient Descent [0.4915744683251151]
量子回路を最適化し、状態準備と量子アルゴリズムの実装のための性能高速化を示すために、繰り返し事前条件勾配降下(IPG)を行う。
4量子W状態と最大絡み合った5量子GHZ状態を作成するための104ドルの係数による忠実度の向上を示す。
また、IPGを用いて量子フーリエ変換のユニタリを最適化するゲインを示し、IonQの量子処理ユニット(QPU)上でそのような最適化された回路の実行結果を報告する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-09-18T17:30:03Z) - Efficient DCQO Algorithm within the Impulse Regime for Portfolio
Optimization [41.94295877935867]
本稿では,デジタルカウンセバティック量子最適化(DCQO)パラダイムを用いて,ポートフォリオ最適化のための高速なディジタル量子アルゴリズムを提案する。
提案手法は,アルゴリズムの回路深度要件を特に低減し,解の精度を向上し,現在の量子プロセッサに適している。
我々は,IonQトラップイオン量子コンピュータ上で最大20量子ビットを使用するプロトコルの利点を実験的に実証した。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-08-29T17:53:08Z) - Verifiably Exact Solution of the Electronic Schr\"odinger Equation on
Quantum Devices [0.0]
我々は多電子シュル「オーディンガー方程式」の真正解を求めるアルゴリズムを提案する。
量子シミュレータと雑音量子コンピュータの両方でアルゴリズムを実証する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-03-01T19:00:00Z) - Quantum Gate Generation in Two-Level Open Quantum Systems by Coherent
and Incoherent Photons Found with Gradient Search [77.34726150561087]
我々は、非コヒーレント光子によって形成される環境を、非コヒーレント制御によるオープン量子系制御の資源とみなす。
我々は、ハミルトニアンにおけるコヒーレント制御と、時間依存デコヒーレンス率を誘導する散逸器における非コヒーレント制御を利用する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-02-28T07:36:02Z) - A self-consistent field approach for the variational quantum
eigensolver: orbital optimization goes adaptive [52.77024349608834]
適応微分組立問題集合型アンザッツ変分固有解法(ADAPTVQE)における自己一貫したフィールドアプローチ(SCF)を提案する。
このフレームワークは、短期量子コンピュータ上の化学系の効率的な量子シミュレーションに使用される。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-21T23:15:17Z) - Adaptive pruning-based optimization of parameterized quantum circuits [62.997667081978825]
Variisyハイブリッド量子古典アルゴリズムは、ノイズ中間量子デバイスの使用を最大化する強力なツールである。
我々は、変分量子アルゴリズムで使用されるそのようなアンサーゼを「効率的な回路訓練」(PECT)と呼ぶ戦略を提案する。
すべてのアンサッツパラメータを一度に最適化する代わりに、PECTは一連の変分アルゴリズムを起動する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-10-01T18:14:11Z)
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。