論文の概要: Adapting the HHL algorithm to quantum many-body theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.14781v3
- Date: Thu, 9 Nov 2023 05:45:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-10 19:02:29.701478
- Title: Adapting the HHL algorithm to quantum many-body theory
- Title(参考訳): 量子多体理論へのhhlアルゴリズムの適用
- Authors: Nishanth Baskaran, Abhishek Singh Rawat, Akshaya Jayashankar,
Dibyajyoti Chakravarti, K. Sugisaki, Shibdas Roy, Sudhindu Bikash Mandal, D.
Mukherjee, and V. S. Prasannaa
- Abstract要約: 我々は,光分子系における相関エネルギーの正確な予測を行うために,Harrow-Hassidim-Lloydアルゴリズムを実装した。
量子コンピューティングのさまざまな時代におけるHHLの変種について紹介する。
我々は、相関エネルギーを正確に捉えるために、NISQ型AdaptHHLiteの能力を実証する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Rapid progress in developing near- and long-term quantum algorithms for
quantum chemistry has provided us with an impetus to move beyond traditional
approaches and explore new ways to apply quantum computing to electronic
structure calculations. In this work, we identify the connection between
quantum many-body theory and a quantum linear solver, and implement the
Harrow-Hassidim-Lloyd (HHL) algorithm to make precise predictions of
correlation energies for light molecular systems via the (non-unitary)
linearised coupled cluster theory. We alter the HHL algorithm to integrate two
novel aspects- (a) we prescribe a novel scaling approach that allows one to
scale any arbitrary symmetric positive definite matrix A, to solve for Ax = b
and achieve x with reasonable precision, all the while without having to
compute the eigenvalues of A, and (b) we devise techniques that reduce the
depth of the overall circuit. In this context, we introduce the following
variants of HHL for different eras of quantum computing- AdaptHHLite in its
appropriate forms for noisy intermediate scale quantum (NISQ), late-NISQ, and
the early fault-tolerant eras, as well as AdaptHHL for the fault-tolerant
quantum computing era. We demonstrate the ability of the NISQ variant of
AdaptHHLite to capture correlation energy precisely, while simultaneously being
resource-lean, using simulation as well as the 11-qubit IonQ quantum hardware.
- Abstract(参考訳): 量子化学の近・長期量子アルゴリズム開発における急速な進歩は、従来のアプローチを超えて、量子コンピューティングを電子構造計算に適用する新しい方法を模索する契機となった。
本研究では、量子多体理論と量子線形解法の関係を同定し、Harrow-Hassidim-Lloyd (HHL)アルゴリズムを実装し、(非単位)線形結合クラスタ理論を用いて光分子系の相関エネルギーの正確な予測を行う。
hhlアルゴリズムを2つの新しい側面を統合するために変更する。
(a)任意の対称正定値行列 a をスケールして ax = b を解き、a の固有値を計算することなく、常に合理的な精度で x を達成することができる新しいスケーリング手法を定式化している。
(b)回路全体の深さを減らす手法を考案する。
本稿では, 量子コンピューティングの異なる時代におけるhhlの変種について紹介する。adapthhliteは, 雑音型中間スケール量子(nisq), 後期nisq, 初期のフォールトトレラント時代の適切な形式であり, フォールトトレラント量子コンピューティング時代のadapthhlである。
シミュレーションと11量子ビットのIonQ量子ハードウェアを用いて, 相関エネルギーを高精度に取得し, 同時にリソースリーン化を図りながら, NISQ のAdaptHHLite 変異体を実演する。
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