論文の概要: Orbital Expansion Variational Quantum Eigensolver: Enabling Efficient Simulation of Molecules with Shallow Quantum Circuit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.06897v1
• Date: Thu, 13 Oct 2022 10:47:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-22 17:05:18.621483
• Title: Orbital Expansion Variational Quantum Eigensolver: Enabling Efficient Simulation of Molecules with Shallow Quantum Circuit
• Title（参考訳）: 軌道拡大変動量子固有解法:浅量子回路を用いた分子の効率的なシミュレーション
• Authors: Yusen Wu, Zigeng Huang, Jinzhao Sun, Xiao Yuan, Jingbo B. Wang, and Dingshun Lv
• Abstract要約: 変分量子固有解法(VQE)は、量子化学、材料科学、凝縮物理学における基底状態の性質を研究するための有望な方法である。 本稿では,効率的な収束経路を構築するための軌道拡張VQE(OE-VQE)フレームワークを提案する。 この経路は高相関のコンパクトな活動空間から始まり、急速に膨張して基底状態に収束し、より浅い量子回路を持つ基底状態を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5541644538483947
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In the noisy-intermediate-scale-quantum era, Variational Quantum Eigensolver (VQE) is a promising method to study ground state properties in quantum chemistry, materials science, and condensed physics. However, general quantum eigensolvers are lack of systematical improvability, and achieve rigorous convergence is generally hard in practice, especially in solving strong-correlated systems. Here, we propose an Orbital Expansion VQE~(OE-VQE) framework to construct an efficient convergence path. The path starts from a highly correlated compact active space and rapidly expands and converges to the ground state, enabling simulating ground states with much shallower quantum circuits. We benchmark the OE-VQE on a series of typical molecules including H$_{6}$-chain, H$_{10}$-ring and N$_2$, and the simulation results show that proposed convergence paths dramatically enhance the performance of general quantum eigensolvers.
• Abstract（参考訳）: 雑音-中間スケール量子時代において、変分量子固有解法(vqe)は量子化学、物質科学、凝縮物理学における基底状態の性質を研究する有望な方法である。 しかし、一般的な量子固有解法では体系的な即効性が欠如しており、厳密な収束を達成することは一般的に、特に強相関系の解法では困難である。 本稿では,効率的な収束経路を構築するための軌道拡張VQE~(OE-VQE)フレームワークを提案する。 この経路は高相関のコンパクトな活動空間から始まり、急速に膨張して基底状態に収束し、より浅い量子回路で基底状態のシミュレーションを可能にする。 我々は, H$_{6}$-chain, H$_{10}$-ring, N$_2$などの典型的な分子に対して, OE-VQEをベンチマークし, 提案した収束経路が一般量子固有解器の性能を劇的に向上させることを示す。

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