論文の概要: Scalable quantum computational chemistry with superconducting qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.08006v1
- Date: Thu, 15 Dec 2022 18:04:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 14:49:20.081715
- Title: Scalable quantum computational chemistry with superconducting qubits
- Title（参考訳）: 超伝導量子ビットを用いたスケーラブル量子計算化学
- Authors: Shaojun Guo, Jinzhao Sun, Haoran Qian, Ming Gong, Yukun Zhang, Fusheng
Chen, Yangsen Ye, Yulin Wu, Sirui Cao, Kun Liu, Chen Zha, Chong Ying,
Qingling Zhu, He-Liang Huang, Youwei Zhao, Shaowei Li, Jiale Yu, Daojin Fan,
Dachao Wu, Hong Su, Hui Deng, Hao Rong, Yuan Li, Kaili Zhang, Tung-Hsun
Chung, Futian Liang, Jin Lin, Yu Xu, Lihua Sun, Cheng Guo, Na Li, Yong-Heng
Huo, Cheng-Zhi Peng, Chao-Yang Lu, Xiao Yuan, Xiaobo Zhu, Jian-Wei Pan
- Abstract要約: 量子化学は量子コンピューティングの最も有望な応用の1つであり、化学、薬物発見、物質科学など幅広い応用がある。
最近の理論的および実験的研究は、既存の量子ハードウェアで分子電子構造を解く可能性を示している。
本稿では,H2,LiH,F2を4から12キュービットのスケーラブルかつ最適化したマルチ参照ユニタリクラスタ回路を用いた変分量子固有解法の実装について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 21.13225806006105
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum chemistry is one of the most promising applications of quantum
computing with wide applications in chemistry, drug discovery, material
science, etc. Recent theoretical and experimental works have demonstrated the
potentiality of solving molecular electronic structures with existing quantum
hardware. However, scalable realisations of these algorithms on current quantum
devices remain challenging. The state-of-the-art experiments are either
restricted to a few qubits or have limited scalability or accuracy. Here,
integrating experimental and theoretical advances in more accurate operations
and dedicated optimisation of the algorithm, we show an implementation of
variational quantum eigensolver with a scalable and optimised multi-reference
unitary coupled cluster circuit for H2, LiH, F2 from 4 to 12 qubits. Combining
error mitigation schemes, we show high-accuracy results of the ground-state
energy with around two orders of suppression in errors, and we achieve chemical
accuracy for H2 at all bond distances and LiH at small bond distances. Our work
demonstrates a feasible path to a scalable solution of electronic structures,
validating key technological features and identifying future challenges for
this goal.
- Abstract（参考訳）: 量子化学は量子コンピューティングの最も有望な応用の一つであり、化学、創薬、物質科学などに幅広く応用されている。
最近の理論的および実験的研究は、既存の量子ハードウェアで分子電子構造を解く可能性を示している。
しかし、現在の量子デバイス上でのこれらのアルゴリズムのスケーラブルな実現は依然として困難である。
最先端の実験は数量子ビットに制限されるか、スケーラビリティや精度に制限がある。
本稿では,H2,LiH,F2を4キュービットから12キュービットに拡張・最適化した多参照ユニタリクラスタ回路を用いて,より正確な演算の実験的および理論的進歩とアルゴリズムの専用最適化について述べる。
誤差緩和スキームを組み合わせることで, 地中エネルギーの高精度化と, 誤差の2次抑制を行い, 全結合距離でのH2, 小結合距離でのLiHの化学的精度を検証した。
我々の研究は、電子構造のスケーラブルなソリューションへの実現可能なパスを示し、重要な技術的特徴を検証し、この目標の今後の課題を特定する。
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