論文の概要: Quantum circuit matrix product state ansatz for large-scale simulations
of molecules
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.06376v1
- Date: Mon, 16 Jan 2023 11:43:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-18 16:09:22.418103
- Title: Quantum circuit matrix product state ansatz for large-scale simulations
of molecules
- Title（参考訳）: 分子の大規模シミュレーションのための量子回路行列積状態ansatz
- Authors: Yi Fan, Jie Liu, Zhenyu Li and Jinlong Yang
- Abstract要約: 比較的少数の量子ビットを持つ量子回路MPSの変動最適化により,分子系の基底状態エネルギーを計算することを提案する。
50の軌道を持つ線形分子のQCMPSシミュレーションは、中程度の回路深さでわずか6キュービットで化学精度に達することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.601481589619183
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: As in the density matrix renormalization group (DMRG) method, approximating
many-body wave function of electrons using a matrix product state (MPS) is a
promising way to solve electronic structure problems. The expressibility of an
MPS is determined by the size of the matrices or in other words the bond
dimension, which unfortunately should be very large in many cases. In this
study, we propose to calculate the ground state energies of molecular systems
by variationally optimizing quantum circuit MPS (QCMPS) with a relatively small
number of qubits. It is demonstrated that with carefully chosen circuit
structure and orbital localization scheme, QCMPS can reach a similar accuracy
as that achieved in DMRG with an exponentially large bond dimension. QCMPS
simulation of a linear molecule with 50 orbitals can reach the chemical
accuracy using only 6 qubits at a moderate circuit depth. These results suggest
that QCMPS is a promising wave function ansatz in the variational quantum
eigensolver algorithm for molecular systems.
- Abstract（参考訳）: 密度行列再正規化群 (dmrg) 法と同様に、行列積状態 (mps) を用いた電子の多体波動関数の近似は電子構造問題を解決する有望な方法である。
MPSの表現性は、行列のサイズによって決定されるか、つまり結合次元によって決定される。
本研究では,量子回路MPS(QCMPS)を比較的少数の量子ビットで変動最適化することにより,分子系の基底状態エネルギーを計算することを提案する。
慎重に選択された回路構造と軌道位置決め方式により、QCMPSは指数的に大きな結合次元を持つDMRGと同様の精度に達することが示されている。
50の軌道を持つ線形分子のQCMPSシミュレーションは、中程度の回路深さでわずか6キュービットで化学精度に達することができる。
これらの結果から,QCMPSは分子系に対する変分量子固有解法アルゴリズムにおいて有望な波動関数アンサッツであることが示唆された。
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