論文の概要: Variational Phase Estimation with Variational Fast Forwarding

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.16097v3
• Date: Mon, 4 Mar 2024 14:07:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-05 23:23:28.612398
• Title: Variational Phase Estimation with Variational Fast Forwarding
• Title（参考訳）: 変分高速フォワードによる変分位相推定
• Authors: Maria-Andreea Filip, David Mu\~noz Ramo, and Nathan Fitzpatrick
• Abstract要約: 本稿では、任意の分子系に対する変分量子位相推定(VQPE)の回路ベース実装について報告する。 近似は、実時間発展状態に対する忠実度が低い場合でも、ハミルトン対角化のよい基礎となることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Subspace diagonalisation methods have appeared recently as promising means to access the ground state and some excited states of molecular Hamiltonians by classically diagonalising small matrices, whose elements can be efficiently obtained by a quantum computer. The recently proposed Variational Quantum Phase Estimation (VQPE) algorithm uses a basis of real time-evolved states, for which the energy eigenvalues can be obtained directly from the unitary matrix U = exp(-iHt), which can be computed with cost linear in the number of states used. In this paper, we report a circuit-based implementation of VQPE for arbitrary molecular systems and assess its performance and costs for the H2, H3+ and H6 molecules. We also propose using Variational Fast Forwarding (VFF) to decrease to quantum depth of time-evolution circuits for use in VQPE. We show that the approximation provides a good basis for Hamiltonian diagonalisation even when its fidelity to the true time evolved states is low. In the high fidelity case, we show that the approximate unitary U can be diagonalised instead, preserving the linear cost of exact VQPE.
• Abstract（参考訳）: サブスペース対角化法は、量子コンピュータによって効率よく得られる小さな行列を古典的に対角化することによって、基底状態や分子ハミルトニアンの励起状態にアクセスするための有望な手段として最近出現している。 最近提案された変分量子位相推定(VQPE)アルゴリズムは実時間進化状態の基底を使い、エネルギー固有値は単位行列 U = exp(-iHt) から直接得ることができる。 本稿では、任意の分子系に対する回路ベースのVQPEの実装を報告し、H2, H3+, H6分子の性能とコストを評価する。 また、変分高速フォワード(VFF)を用いて、VQPEで使用する時間進化回路の量子深さを減少させる。 実時間発展状態への忠実度が低い場合でも、近似はハミルトニアン対角化のよい基礎となることを示す。 高忠実度の場合、近似ユニタリUは正確なVQPEの線形コストを保ち、代わりに対角化可能であることを示す。

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