論文の概要: Fluid fermionic fragments for optimizing quantum measurements of
electronic Hamiltonians in the variational quantum eigensolver
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.14490v3
- Date: Thu, 29 Dec 2022 07:20:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-28 11:33:12.732748
- Title: Fluid fermionic fragments for optimizing quantum measurements of
electronic Hamiltonians in the variational quantum eigensolver
- Title（参考訳）: 変分量子固有解法における電子ハミルトニアンの量子測定最適化のための流体フェルミオンフラグメント
- Authors: Seonghoon Choi, Ignacio Loaiza, and Artur F. Izmaylov
- Abstract要約: 本稿では, フラグメントの形状の柔軟性を利用して, フラグメントの分散を低減させる新しい手法を提案する。
提案手法は、量子波動関数の古典的に効率的なプロキシを用いて推定した分散を利用して最適再分割を求める。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Measuring the expectation value of the molecular electronic Hamiltonian is
one of the challenging parts of the variational quantum eigensolver. A widely
used strategy is to express the Hamiltonian as a sum of measurable fragments
using fermionic operator algebra. Such fragments have an advantage of
conserving molecular symmetries that can be used for error mitigation. The
number of measurements required to obtain the Hamiltonian expectation value is
proportional to a sum of fragment variances. Here, we introduce a new method
for lowering the fragments' variances by exploiting flexibility in the
fragments' form. Due to idempotency of the occupation number operators, some
parts of two-electron fragments can be turned into one-electron fragments,
which then can be partially collected in a purely one-electron fragment. This
repartitioning does not affect the expectation value of the Hamiltonian but has
non-vanishing contributions to the variance of each fragment. The proposed
method finds the optimal repartitioning by employing variances estimated using
a classically efficient proxy for the quantum wavefunction. Numerical tests on
several molecules show that repartitioning of one-electron terms lowers the
number of measurements by more than an order of magnitude.
- Abstract（参考訳）: 分子電子ハミルトニアンの期待値を測定することは、変分量子固有解法の難しい部分の1つである。
広く用いられる戦略は、ハミルトニアンをフェルミオン作用素代数を用いて測定可能な断片の和として表現することである。
このような断片は、エラー軽減に使用できる分子対称性を保存する利点がある。
ハミルトンの期待値を得るのに必要な測定値は、フラグメント分散の和に比例する。
本稿では,フラグメントの形状の柔軟性を利用してフラグメントの分散を小さくする新しい手法を提案する。
占有数演算子の等長性のため、2電子フラグメントの一部が1電子フラグメントに変換され、純粋な1電子フラグメントに部分的に収集される。
この再分割はハミルトニアンの期待値には影響しないが、各断片の分散に対する非破壊的な寄与がある。
量子波動関数に対する古典的効率のよいプロキシを用いて推定した分散を用いて最適再分割を求める。
いくつかの分子の数値実験により、1電子項の分割は1桁以上の測定数を減少させることが示された。
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