論文の概要: Exact electronic states with shallow quantum circuits through global optimisation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.00085v1
• Date: Thu, 30 Jun 2022 20:03:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-07 04:24:35.444032
• Title: Exact electronic states with shallow quantum circuits through global optimisation
• Title（参考訳）: 大域最適化による浅い量子回路による励起電子状態
• Authors: Hugh G. A. Burton, Daniel Marti-Dafcik, David P. Tew, and David J. Wales
• Abstract要約: 量子コンピュータは、多電子問題の指数的スケーリングを克服することで、電子シミュレーションに革命をもたらすことを約束する。 ゲート効率・対称性保存型フェルミオン作用素から普遍波動関数を構成する。 我々のアルゴリズムは、強い電子相関を特徴とする量子シミュレーションの新しいパラダイムを定義することによって、最先端の状態を確実に前進させる。
• 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 computers promise to revolutionise electronic simulations by overcoming the exponential scaling of many-electron problems. While electronic wave functions can be represented using a product of fermionic unitary operators, shallow quantum circuits for exact states have not yet been achieved. We construct universal wave functions from gate-efficient, symmetry-preserving fermionic operators by introducing an algorithm that globally optimises the wave function in the discrete ansatz design and the continuous parameter spaces. Our approach maximises the accuracy that can be obtained with near-term quantum circuits. Highly accurate numerical simulations on strongly correlated molecules, including water and molecular nitrogen, and the condensed-matter Hubbard model, demonstrate that our algorithm reliably advances the state-of-the-art, defining a new paradigm for quantum simulations featuring strong electron correlation.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、多電子問題の指数的スケーリングを克服することで、電子シミュレーションに革命をもたらすことを約束する。 電子波動関数はフェルミオンユニタリ作用素の積を使って表現できるが、正確な状態の浅い量子回路はまだ達成されていない。 離散アンサッツ設計における波動関数と連続パラメータ空間を大域的に最適化するアルゴリズムを導入することにより、ゲート効率、対称性保存フェルミオン作用素から普遍波動関数を構築する。 我々のアプローチは、短期量子回路で得られる精度を最大化する。 水や分子窒素を含む強相関分子と凝縮マッターハバードモデルに関する高精度な数値シミュレーションにより、このアルゴリズムは、強い電子相関を特徴とする量子シミュレーションの新しいパラダイムを定めながら、最先端を確実に進めることを証明した。

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