論文の概要: Improved algorithms of quantum imaginary time evolution for ground and
excited states of molecular systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.01983v3
- Date: Thu, 9 Jun 2022 10:48:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-14 09:06:30.899497
- Title: Improved algorithms of quantum imaginary time evolution for ground and
excited states of molecular systems
- Title（参考訳）: 分子系の基底状態と励起状態に対する量子想像時間進化のアルゴリズムの改良
- Authors: Takashi Tsuchimochi, Yoohee Ryo, Seiichiro L. Ten-no
- Abstract要約: 量子想像時間進化(Quantum imaginary Time Evolution、QITE)は、最近提案された量子古典ハイブリッドアルゴリズムであり、システムの最低状態に達することが保証されている。
基礎となるQITE方程式のオーダー・バイ・オーダーの導出を解析し,理論的に確立された修正を提案する。
また、仮想時間進化状態のノルムを正確に推定し、励起状態計算に適用する方法についても論じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum imaginary time evolution (QITE) is a recently proposed
quantum-classical hybrid algorithm that is guaranteed to reach the lowest state
of system. In this study, we present several improvements on QITE, mainly
focusing on molecular applications. We analyze the derivation of the underlying
QITE equation order-by-order, and suggest a modification that is theoretically
well founded. Our results clearly indicate the soundness of the here-derived
equation, enabling a better approximation of the imaginary time propagation by
a unitary. We also discuss how to accurately estimate the norm of an
imaginary-time-evolved state, and applied it to excited state calculations
using the quantum Lanczos algorithm. Finally, we propose the folded-spectrum
QITE scheme as a straightforward extension of QITE for general excited state
simulations. The effectiveness of all these developments is illustrated by
noiseless simulations, offering the further insights into quantum algorithms
for imaginary time evolution.
- Abstract（参考訳）: 量子想像時間進化(Quantum imaginary Time Evolution, QITE)は、最近提案された量子古典ハイブリッドアルゴリズムである。
本研究では,分子応用を中心に,QITEのいくつかの改良について述べる。
基礎となるqite方程式の次数次数による導出を解析し,理論的によく確立された修正を提案する。
以上の結果から,この導出方程式の健全性が明らかであり,ユニタリによる虚時伝播の近似精度が向上した。
また,虚時発展状態のノルムを正確に推定する方法を議論し,量子ランチョスアルゴリズムを用いた励起状態計算に適用した。
最後に、一般励起状態シミュレーションのためのQITEの直接拡張として、折り畳みスペクトルQITE方式を提案する。
これらの開発の有効性はノイズレスシミュレーションによって示され、想像上の時間進化のための量子アルゴリズムに関するさらなる洞察を提供する。
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