論文の概要: Challenges in the use of quantum computing hardware-efficient Ansatze in electronic structure theory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.09832v2
• Date: Thu, 3 Aug 2023 18:34:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-07 16:42:30.996406
• Title: Challenges in the use of quantum computing hardware-efficient Ansatze in electronic structure theory
• Title（参考訳）: 電子構造理論における量子コンピューティングハードウェア効率Ansatzeの利用の課題
• Authors: Ruhee D'Cunha, T. Daniel Crawford, Mario Motta and Julia E. Rice
• Abstract要約: 本稿では,変分量子シミュレーションにおけるハードウェア効率のよいAnsatzeの使用に伴う潜在的な落とし穴について論じる。 ハードウェア効率のよいアンサツェはハミルトン対称性を破り、微分不可能なポテンシャルエネルギー曲線をもたらす可能性がある。
• 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: Advances in quantum computation for electronic structure, and particularly heuristic quantum algorithms, create an ongoing need to characterize the performance and limitations of these methods. Here we discuss some potential pitfalls connected with the use of hardware-efficient Ansatze in variational quantum simulations of electronic structure. We illustrate that hardware-efficient Ansatze may break Hamiltonian symmetries and yield non-differentiable potential energy curves, in addition to the well-known difficulty of optimizing variational parameters. We discuss the interplay between these limitations by carrying out a comparative analysis of hardware-efficient Ansatze versus unitary coupled cluster and full configuration interaction, and of second- and first-quantization strategies to encode fermionic degrees of freedom to qubits. Our analysis should be useful in understanding potential limitations and in identifying possible areas of improvement in hardware-efficient Ansatze.
• Abstract（参考訳）: 電子構造、特にヒューリスティックな量子アルゴリズムにおける量子計算の進歩は、これらの手法の性能と限界を特徴づける継続的な必要性を生み出している。 本稿では,電子構造の変分量子シミュレーションにおけるハードウェア効率のよいAnsatzeの使用に伴う潜在的な落とし穴について論じる。 ハードウェア効率のよいAnsatzeはハミルトン対称性を破り、変分パラメータを最適化することの難しさに加えて、微分不可能なポテンシャルエネルギー曲線をもたらす可能性がある。 ハードウェア効率のよいansatzeとユニタリ結合クラスタと完全な構成インタラクションの比較分析と、量子ビットの自由度をエンコードする第2および第1の量子化戦略によって、これらの制限の間の相互作用について論じる。 我々の分析は潜在的な限界を理解し、ハードウェア効率の向上の可能な領域を特定するのに有用である。

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