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。
関連論文リスト
- QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum
Circuits [82.50620782471485]
QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。
1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。
提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-01-10T22:33:00Z) - Compilation of a simple chemistry application to quantum error
correction primitives [68.8204255655161]
我々は、最小限の化学例に基づいて、フォールトトレラントに量子位相推定を行うために必要な資源を推定する。
単純な化学回路さえも実装するには900キュービットと2300の量子誤差補正ラウンドが必要である。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-07-06T18:00:10Z) - Ab Initio Transcorrelated Method enabling accurate Quantum Chemistry on
near-term Quantum Hardware [0.0]
現在のハードウェア制限は、ほとんどの量子アルゴリズムの直接的な実装を妨げる。
量子化学において、利用可能な量子ビットとゲート演算の限られた数は特に制限的である。
正確なトランスコリクス手法は, より浅い回路を実現するだけでなく, いわゆる基底集合極限への収束性も向上することを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-03-03T15:24:22Z) - Estimating Phosphorescent Emission Energies in Ir(III) Complexes using
Large-Scale Quantum Computing Simulations [0.0]
9個のイリジウム錯体の遷移エネルギーの計算に、古典的ハードウェアに反復的クビット結合クラスタ(iQCC)法を適用した。
我々のシミュレーションでは、72個の完全連結かつ誤り訂正された論理量子ビットを持つゲートベースの量子コンピュータが必要である。
iQCC量子法は、微調整DFT関数の精度と一致し、ピアソン相関係数が良く、体系的な改善の可能性がまだ高い。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-11-07T20:02:10Z) - On exploring practical potentials of quantum auto-encoder with
advantages [92.19792304214303]
量子オートエンコーダ(QAE)は、量子物理学で遭遇する次元の呪いを和らげるための強力なツールである。
我々はQAEを用いて固有値を効率的に計算し、高次元量子状態の対応する固有ベクトルを作成できることを証明した。
低ランク状態の忠実度推定,量子ギブス状態準備,量子メトロジーの課題を解決するために,QAEに基づく効果的な3つの学習プロトコルを考案した。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-06-29T14:01:40Z) - Hardware-Efficient, Fault-Tolerant Quantum Computation with Rydberg
Atoms [55.41644538483948]
我々は中性原子量子コンピュータにおいてエラー源の完全な特徴付けを行う。
計算部分空間外の状態への原子量子ビットの崩壊に伴う最も重要なエラーに対処する,新しい,明らかに効率的な手法を開発した。
我々のプロトコルは、アルカリ原子とアルカリ原子の両方にエンコードされた量子ビットを持つ最先端の中性原子プラットフォームを用いて、近い将来に実装できる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-05-27T23:29:53Z) - Calculation of the ground-state Stark effect in small molecules using
the variational quantum eigensolver [0.0]
市販量子コンピュータであるIBM Qにおいて水素(H2)と水素化リチウム(LiH)分子の量子シミュレーションについて検討した。
変動量子固有解法 (VQE) を用いて、定常電界の作用下で分子の基底状態エネルギーと原子間距離について検討する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-22T11:49:42Z) - VQE Method: A Short Survey and Recent Developments [5.9640499950316945]
変分量子固有解法(VQE)は、ハミルトニアンの固有値と固有値を見つけるためにハイブリッド量子古典計算法を用いる方法である。
VQEは、様々な小さな分子に対する電子的シュリンガー方程式の解法に成功している。
現代の量子コンピュータは、現在利用可能なアンサツェを用いて生成されたディープ量子回路を実行することができない。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-15T16:25:36Z) - Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。
演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-01-21T22:18:49Z) - Electronic structure with direct diagonalization on a D-Wave quantum
annealer [62.997667081978825]
本研究は、D-Wave 2000Q量子アニール上の分子電子ハミルトニアン固有値-固有ベクトル問題を解くために、一般量子アニール固有解法(QAE)アルゴリズムを実装した。
そこで本研究では,D-Waveハードウェアを用いた各種分子系における基底および電子励起状態の取得について述べる。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-09-02T22:46:47Z) - Simulating quantum chemistry in the seniority-zero space on qubit-based
quantum computers [0.0]
計算量子化学の近似をゲートベースの量子コンピュータ上で分子化学をシミュレートする手法と組み合わせる。
基本集合を増大させるために解放された量子資源を用いることで、より正確な結果が得られ、必要な数の量子コンピューティングの実行が削減されることが示される。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-01-31T19:44:37Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。