論文の概要: Guaranteed efficient energy estimation of quantum many-body Hamiltonians using ShadowGrouping

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.03385v1
• Date: Mon, 9 Jan 2023 14:41:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-10 17:54:09.032888
• Title: Guaranteed efficient energy estimation of quantum many-body Hamiltonians using ShadowGrouping
• Title（参考訳）: シャドウグループを用いた量子多体ハミルトニアンの高効率エネルギー推定
• Authors: Alexander Gresch, Martin Kliesch
• Abstract要約: 量子多体ハミルトニアンにおけるエネルギー推定はパラダイム的課題である。 提案手法は,最大精度の証明可能な単一量子ビット計測による最適戦略を求めるものである。 そこで我々はShadowGroupingと呼ぶ,効果的な評価手法を開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 77.99182201815763
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Energy estimation in quantum many-body Hamiltonians is a paradigmatic task in various research fields. In particular, efficient energy estimation may be crucial in achieving a quantum advantage for a practically relevant problem. For instance, the measurement effort poses a crucial bottleneck in variational quantum algorithms. We aim to find the optimal strategy with single-qubit measurements that yields the highest provable accuracy given a total measurement budget. As a central tool, we establish new tail bounds for empirical estimators of the energy. They are useful for identifying measurement settings that improve the energy estimate the most. This task constitutes an NP-hard problem. However, we are able to circumvent this bottleneck and use the tail bounds to develop a practical efficient estimation strategy which we call ShadowGrouping. As the name suggests, it combines shadow estimation methods with grouping strategies for Pauli strings. In numerical experiments, we demonstrate that ShadowGrouping outperforms state-of-the-art methods in estimating the electronic ground-state energies of various small molecules, both in provable and effective accuracy benchmarks. Hence, this work provides a promising way, e.g., to tackle the measurement bottleneck of variational quantum algorithms.
• Abstract（参考訳）: 量子多体ハミルトニアンのエネルギー推定は、様々な研究分野におけるパラダイム的課題である。 特に効率的なエネルギー推定は、実用的な問題に対する量子上の優位性を達成する上で重要である。 例えば、測定の努力は変分量子アルゴリズムにおいて重要なボトルネックとなる。 本研究の目的は,全測定予算から最も高い証明可能な精度が得られる単一キュービット計測による最適戦略を見つけることである。 中心的なツールとして、エネルギーの実験的推定のための新しいテール境界を確立する。 エネルギー見積もりを改善するための測定設定を特定するのに有用である。 このタスクはNPハード問題を構成する。 しかし、我々はこのボトルネックを回避し、テール境界を用いてシャドウグループと呼ばれる実用的な効率的な推定戦略を開発することができる。 名前の通り、影推定法とパウリ弦の群戦略を組み合わせたものである。 数値実験において,ShadowGroupingは,様々な小分子の電子状態エネルギーを,証明可能かつ有効な精度ベンチマークで推定する上で,最先端の手法よりも優れていることを示す。 したがって、この研究は、例えば変分量子アルゴリズムの測定ボトルネックに取り組むための有望な方法を提供する。

関連論文リスト

• Resource-Optimized Grouping Shadow for Efficient Energy Estimation [2.5636932629466735]
  本稿では,新たな重なり合うグループ化戦略と凸最適化による推定誤差を最小化することにより,測定資源を最適に割り当てるリソース・ド・グルーピング・シャドー(ROGS)アルゴリズムを提案する。 数値実験により, ROGS は, 量子コンピュータ上での回路のコンパイル・実行に要するコスト要因に対処するため, 従来手法に比べて, 精度の高い推定精度の確保に要する量子回路を著しく少なくすることを示した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-25T03:37:35Z)
• Power Characterization of Noisy Quantum Kernels [52.47151453259434]
  一般化誤差が小さい場合でも,量子カーネル法は予測能力に乏しい。 我々は、量子計算にノイズの多い量子カーネル法を用いるために重要な警告を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-31T01:02:16Z)
• Maximum-Likelihood-Estimate Hamiltonian learning via efficient and robust quantum likelihood gradient [4.490097334898205]
  本稿では,最大推定,勾配降下,量子多体アルゴリズムを組み合わせた効率的な手法を提案する。 従来の手法と比較すると、ノイズ、ゆらぎ、温度範囲に対する精度と全体的な安定性も向上している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-28T06:54:15Z)
• Critical quantum metrology assisted by real-time feedback control [0.0]
  まず、適応的でない測定戦略が量子臨界エンハンスメントの活用に失敗する、というノーゴーの結果を導出する。 そして、このノーゴーの結果を克服できる様々な適応戦略を考えます。 この結果から,リアルタイムフィードバック制御による適応戦略は,サブショットノイズスケーリングを実現することができることがわかった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-14T19:06:14Z)
• Improved Quantum Algorithms for Fidelity Estimation [77.34726150561087]
  証明可能な性能保証を伴う忠実度推定のための新しい,効率的な量子アルゴリズムを開発した。 我々のアルゴリズムは量子特異値変換のような高度な量子線型代数技術を用いる。 任意の非自明な定数加算精度に対する忠実度推定は一般に困難であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-30T02:02:16Z)
• Reducing the cost of energy estimation in the variational quantum eigensolver algorithm with robust amplitude estimation [50.591267188664666]
  量子化学と材料は、量子コンピューティングの最も有望な応用の1つである。 これらの領域における産業関連問題とそれを解決する量子アルゴリズムとの整合性については、まだ多くの研究が続けられている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-14T16:51:36Z)
• Scalable approach to many-body localization via quantum data [69.3939291118954]
  多体局在は、量子多体物理学の非常に難しい現象である。 計算コストの高いステップを回避できるフレキシブルニューラルネットワークベースの学習手法を提案する。 我々のアプローチは、量子多体物理学の新たな洞察を提供するために、大規模な量子実験に適用することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-17T19:00:09Z)
• Hardware-efficient entangled measurements for variational quantum algorithms [0.0]
  変分アルゴリズムは、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイスを使用して、実用的な問題を解決するために使用できる。 ハードウェア効率のよいエンタングルド計測(HEEM)を提案する。 この戦略により,NISQデバイスにおける分子ハミルトニアンの回路数を削減することにより,分子ハミルトニアンの評価が向上することを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-14T19:00:16Z)
• Overlapped grouping measurement: A unified framework for measuring quantum states [2.1166716158060104]
  本稿では, 量子計測の統一的な枠組みを提案し, 高度測定手法を特別事例として取り入れた。 このスキームの直感的な理解は、測定を互換性のある測定値からなる互いに重なり合うグループに分割することである。 計算結果から,既存のスキームよりも大幅な改善が見られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-27T12:38:18Z)
• Direct estimation of quantum coherence by collective measurements [54.97898890263183]
  量子状態におけるコヒーレンス量を推定するための集合的測定手法を提案する。 本手法は、トモグラフィーや適応計測に基づいて、他の推定方法よりも優れている。 本手法は,光子を用いて実験的に実装することで,今日の技術で利用できることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-06T03:50:42Z)

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。