論文の概要: Improving the Accuracy of Variational Quantum Eigensolvers With Fewer Qubits Using Orbital Optimization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.14431v2
• Date: Tue, 17 Oct 2023 17:52:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-19 00:44:27.206698
• Title: Improving the Accuracy of Variational Quantum Eigensolvers With Fewer Qubits Using Orbital Optimization
• Title（参考訳）: 軌道最適化による量子ビットの少ない変分量子固有ソルバの精度向上
• Authors: Joel Bierman, Yingzhou Li, Jianfeng Lu
• Abstract要約: 短期量子コンピュータは、情報を処理できる量子ビットの数と、一貫性のある実行が可能な回路の深さに制限される。 これまで、変量量子固有解法(VQE)のようなアルゴリズムの実験的な実証は、最小基底集合を用いた小さな分子に限られてきた。 本稿では、パラメータ化された部分ユニタリ変換を基底関数集合に適用した量子固有解法に軌道最適化スキームを組み込むことを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.266892492931388
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Near-term quantum computers will be limited in the number of qubits on which they can process information as well as the depth of the circuits that they can coherently carry out. To-date, experimental demonstrations of algorithms such as the Variational Quantum Eigensolver (VQE) have been limited to small molecules using minimal basis sets for this reason. In this work we propose incorporating an orbital optimization scheme into quantum eigensolvers wherein a parameterized partial unitary transformation is applied to the basis functions set in order to reduce the number of qubits required for a given problem. The optimal transformation is found by minimizing the ground state energy with respect to this partial unitary matrix. Through numerical simulations of small molecules up to 16 spin orbitals, we demonstrate that this method has the ability to greatly extend the capabilities of near-term quantum computers with regard to the electronic structure problem. We find that VQE paired with orbital optimization consistently achieves lower ground state energies than traditional VQE when using the same number of qubits and even frequently achieves lower ground state energies than VQE methods using more qubits.
• Abstract（参考訳）: 短期量子コンピュータは、情報を処理できる量子ビットの数と、一貫性のある実行が可能な回路の深さに制限される。 現在、変量量子固有解法(VQE)のようなアルゴリズムの実験的な実証は、この理由から最小基底集合を用いて小さな分子に限られている。 本研究では, パラメータ化部分ユニタリ変換を基本関数に適用して, 与えられた問題に必要な量子ビット数を減少させる, 量子固有解法に軌道最適化スキームを組み込むことを提案する。 最適変換は、この部分ユニタリ行列に対する基底状態エネルギーを最小化することによって得られる。 スピン軌道16個までの小分子の数値シミュレーションにより, この手法は電子構造問題に関して, 短期量子コンピュータの能力を大幅に拡張できることを示した。 また, 軌道最適化と組み合わせたVQEは, 従来のVQEよりも低い基底状態エネルギーを実現し, より多くの量子ビットを用いたVQE法よりも低い基底状態エネルギーを頻繁に達成していることがわかった。

関連論文リスト

• Parallel Quantum Computing Simulations via Quantum Accelerator Platform Virtualization [44.99833362998488]
  本稿では,量子回路実行の並列化モデルを提案する。 このモデルはバックエンドに依存しない機能を利用することができ、任意のターゲットバックエンド上で並列量子回路の実行を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-05T17:16:07Z)
• Diagnosing local minima and accelerating convergence of variational quantum eigensolvers with quantum subspace techniques [0.0]
  本稿では,変分量子固有解法(VQE)と量子部分空間技術の組み合わせを提案する。 本手法では,パラメータ化量子回路を,より小さなサブ回路に分割する。 これらのサブ回路を初期状態に順次適用すると、量子部分空間として使用する一連の波動関数が生成され、高精度な基底状態エネルギーが得られる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-09T18:00:01Z)
• Pre-optimizing variational quantum eigensolvers with tensor networks [1.4512477254432858]
  VQEをシミュレートすることで、パラメータ化量子回路のよい開始パラメータを求める手法を提示し、ベンチマークする。 最大32キュービットのシステムサイズを持つ1Dと2DのFermi-Hubbardモデルに適用する。 2Dでは、VTNEが検出するパラメータは開始構成よりもはるかに低いエネルギーであり、これらのパラメータから開始するVQEは、与えられたエネルギーに降り着くためには、自明に少ない演算を必要とすることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-19T17:57:58Z)
• A Qubit-Efficient Variational Selected Configuration-Interaction Method [0.0]
  より少ない量子ビットを必要とする別の変分量子スキームを提案する。 The proposed algorithm, calleded variational quantum selected-interaction (VQ-SCI) is based on: (a) represent the target groundstate as a superposition of Slater configurations。 VQ-SCIは, これまでに報告された最低量子ビット数を用いて, 化学精度でフルCI(FCI)エネルギーに達することを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-13T21:15:08Z)
• 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)
• Numerical Simulations of Noisy Quantum Circuits for Computational Chemistry [51.827942608832025]
  短期量子コンピュータは、小さな分子の基底状態特性を計算することができる。 計算アンサッツの構造と装置ノイズによる誤差が計算にどのように影響するかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-31T16:33:10Z)
• Variational Adiabatic Gauge Transformation on real quantum hardware for effective low-energy Hamiltonians and accurate diagonalization [68.8204255655161]
  変分アダバティックゲージ変換(VAGT)を導入する。 VAGTは、現在の量子コンピュータを用いてユニタリ回路の変動パラメータを学習できる非摂動型ハイブリッド量子アルゴリズムである。 VAGTの精度は、RigettiおよびIonQ量子コンピュータ上でのシミュレーションと同様に、トラフ数値シミュレーションで検証される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-11-16T20:50:08Z)
• Optimizing Electronic Structure Simulations on a Trapped-ion Quantum Computer using Problem Decomposition [41.760443413408915]
  量子リソースの最小化に重点を置いたエンドツーエンドパイプラインを,精度を維持しながら実験的に実証した。 密度行列埋め込み理論を問題分解法として、イオントラップ量子コンピュータを用いて、電子を凍結せずに10個の水素原子の環をシミュレートする。 我々の実験結果は、量子ハードウェア上で大きな分子を正確にシミュレートする問題分解の可能性の早期実証である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-14T01:47:52Z)
• Quantum simulations of molecular systems with intrinsic atomic orbitals [0.0]
  分子の量子シミュレーションにおける内在性原子軌道(IAO)の利用について検討する。 変動量子固有解器の枠組みにおける基底状態エネルギーと1-および2-体密度演算子について検討する。 また、この手法を小分子の基底状態および励起状態エネルギーの計算にも応用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-16T18:01:44Z)
• Benchmarking adaptive variational quantum eigensolvers [63.277656713454284]
  VQEとADAPT-VQEの精度をベンチマークし、電子基底状態とポテンシャルエネルギー曲線を計算する。 どちらの手法もエネルギーと基底状態の優れた推定値を提供する。 勾配に基づく最適化はより経済的であり、勾配のない類似シミュレーションよりも優れた性能を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-02T19:52:04Z)
• Gate-free state preparation for fast variational quantum eigensolver simulations: ctrl-VQE [0.0]
  VQEは現在、短期量子コンピュータ上で電子構造問題を解決するためのフラッグシップアルゴリズムである。 本稿では、状態準備に使用される量子回路を完全に取り除き、量子制御ルーチンに置き換える代替アルゴリズムを提案する。 VQEと同様に、最適化された目的関数は、量子ビットマップされた分子ハミルトニアンの期待値である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-08-10T17:53:09Z)

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。