論文の概要: Fidelity overhead for non-local measurements in variational quantum algorithms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.07113v1
• Date: Sat, 14 May 2022 19:23:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-13 04:23:00.982306
• Title: Fidelity overhead for non-local measurements in variational quantum algorithms
• Title（参考訳）: 変分量子アルゴリズムにおける非局所計測に対する忠実性オーバーヘッド
• Authors: Zachary Pierce Bansingh, Tzu-Ching Yen, Peter D. Johnson, and Artur F. Izmaylov
• Abstract要約: 通勤用パウリ製品のグループ化を含むスキームで必要となる追加ゲートによって導入された誤りの簡単なモデルを考える。 分子電子ハミルトニアンの集合について、非局所クビット回転を用いたスキームにおける測定の数は、局所クビット回転のスキームよりも依然として低いことを確かめる。
• 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: Measuring quantum observables by grouping terms that can be rotated to sums of only products of Pauli $\hat z$ operators (Ising form) is proven to be efficient in near term quantum computing algorithms. This approach requires extra unitary transformations to rotate the state of interest so that the measurement of a fragment's Ising form would be equivalent to measurement of the fragment for the unrotated state. These extra rotations allow one to perform a fewer number of measurements by grouping more terms into the measurable fragments with a lower overall estimator variance. However, previous estimations of the number of measurements did not take into account non-unit fidelity of quantum gates implementing the additional transformations. Through a circuit fidelity reduction, additional transformations introduce extra uncertainty and increase the needed number of measurements. Here we consider a simple model for errors introduced by additional gates needed in schemes involving grouping of commuting Pauli products. For a set of molecular electronic Hamiltonians, we confirm that the numbers of measurements in schemes using non-local qubit rotations are still lower than those in their local qubit rotation counterparts, even after accounting for uncertainties introduced by additional gates.
• Abstract（参考訳）: Pauli $\hat z$ operator (Ising form) の積のみの和に回転できる項をグループ化して量子可観測物を測定することは、近未来の量子計算アルゴリズムにおいて効率的であることが証明されている。 このアプローチでは、フラグメントのイジングフォームの測定が、非回転状態のフラグメントの測定と等価になるように、関心状態の回転のために余分なユニタリ変換を必要とする。 これらの余分な回転により、より多くの項を測定可能な断片にグループ化し、全体の推定値のばらつきを低くすることで、より少ない数の測定を行うことができる。 しかし、以前の測定数の推定では、追加変換を実装した量子ゲートの非単位忠実性を考慮していなかった。 回路の忠実度低減により、追加の変換は余分な不確実性をもたらし、必要な測定数を増やす。 ここでは、通勤パウリ積の群化を含むスキームで必要となる追加ゲートによって導入された誤差の簡単なモデルを考える。 分子電子ハミルトニアンの集合について、追加ゲートが導入した不確実性を考慮しても、非局所クビット回転を用いたスキームにおける測定の数は、局所クビット回転のスキームよりも依然として低いことを確認する。

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