論文の概要: A Performance Study of Variational Quantum Algorithms for Solving the
Poisson Equation on a Quantum Computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.14064v2
- Date: Wed, 24 May 2023 09:07:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-26 02:51:22.064962
- Title: A Performance Study of Variational Quantum Algorithms for Solving the
Poisson Equation on a Quantum Computer
- Title（参考訳）: 量子コンピュータ上でのポアソン方程式を解くための変分量子アルゴリズムの性能研究
- Authors: Mazen Ali and Matthias Kabel
- Abstract要約: 偏微分方程式 (Partial differential equation, PDE) は、物質や流れのシミュレーションで用いられる。
短期から短期までの量子プロセッサの有用な展開への最も有望なルートは、いわゆるハイブリッド変分量子アルゴリズム(VQA)である。
我々は、PDEの最も単純なプロトタイプであるポアソン方程式を解くために、実量子デバイス上でのVQAの利用に関する広範な研究を行う。
- 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: Recent advances in quantum computing and their increased availability has led
to a growing interest in possible applications. Among those is the solution of
partial differential equations (PDEs) for, e.g., material or flow simulation.
Currently, the most promising route to useful deployment of quantum processors
in the short to near term are so-called hybrid variational quantum algorithms
(VQAs). Thus, variational methods for PDEs have been proposed as a candidate
for quantum advantage in the noisy intermediate scale quantum (NISQ) era. In
this work, we conduct an extensive study of utilizing VQAs on real quantum
devices to solve the simplest prototype of a PDE -- the Poisson equation.
Although results on noiseless simulators for small problem sizes may seem
deceivingly promising, the performance on quantum computers is very poor. We
argue that direct resolution of PDEs via an amplitude encoding of the solution
is not a good use case within reach of today's quantum devices -- especially
when considering large system sizes and more complicated non-linear PDEs that
are required in order to be competitive with classical high-end solvers.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングの最近の進歩とその可用性の向上は、可能なアプリケーションへの関心を高めている。
そのなかには、材料や流れのシミュレーションのような偏微分方程式(PDE)の解がある。
現在、短期的および短期的に量子プロセッサの有用な展開への最も有望なルートは、いわゆるハイブリッド変分量子アルゴリズム(vqas)である。
したがって、ノイズのある中間スケール量子(NISQ)時代の量子優位性の候補として、PDEの変分法が提案されている。
In this work, we conduct an extensive study of utilizing VQAs on real quantum devices to solve the simplest prototype of a PDE -- the Poisson equation. Although results on noiseless simulators for small problem sizes may seem deceivingly promising, the performance on quantum computers is very poor. We argue that direct resolution of PDEs via an amplitude encoding of the solution is not a good use case within reach of today's quantum devices -- especially when considering large system sizes and more complicated non-linear PDEs that are required in order to be competitive with classical high-end solvers.
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