論文の概要: Almost optimal measurement scheduling of molecular Hamiltonian via finite projective plane

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.07335v1
• Date: Wed, 18 Jan 2023 06:51:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-19 16:35:10.167305
• Title: Almost optimal measurement scheduling of molecular Hamiltonian via finite projective plane
• Title（参考訳）: 有限射影平面による分子ハミルトニアンの近似最適測定スケジューリング
• Authors: Wataru Inoue and Koki Aoyama and Yusuke Teranishi and Keita Kanno and Yuya O. Nakagawa and Kosuke Mitarai
• Abstract要約: 本稿では,量子コンピュータ上での量子化学における分子ハミルトニアンの測定方法を提案する。 分子軌道の個数である$N$は、先頭の順で2N2$の異なる測定を必要とする。 分子ハミルトニアンの期待値を評価することは、量子デバイスによる量子化学への応用における主要なボトルネックの1つであるため、我々はそのような応用を加速することが期待されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose an efficient and almost optimal scheme for measuring molecular Hamiltonians in quantum chemistry on quantum computers, which requires $2N^2$ distinct measurements in the leading order with $N$ being the number of molecular orbitals. It achieves the state-of-the-art by improving a previous proposal by Bonet-Monroig et al. [Phys. Rev. X 10, 031064 (2020)] which exhibits $\frac{17}{6}N^2$ scaling in the leading order. We develop a novel method based on a finite projective plane to construct sets of simultaneously-measurable operators contained in molecular Hamiltonians. Each measurement only requires a depth-$O(N)$ circuit consisting of $O(N^2)$ one- and two-qubit gates under the Jordan-Wigner and parity mapping, assuming the linear connectivity of qubits on quantum hardwares. Because evaluating expectation values of molecular Hamiltonians is one of the major bottlenecks in the applications of quantum devices to quantum chemistry, our finding is expected to accelerate such applications.
• Abstract（参考訳）: 我々は、量子コンピュータ上の量子化学における分子ハミルトニアンを測定するための効率的でほぼ最適のスキームを提案し、これには2n^2$の異なる測定が必要であり、n$は分子軌道の数である。 ボネット=モンローグらによる以前の提案を改善することで、最先端を実現する。 [phys. rev. x 10, 031064 (2020)] では、先頭の順序で$\frac{17}{6}n^2$スケーリングを示す。 分子ハミルトニアンに含まれる同時測定可能な作用素の集合を構成する有限射影平面に基づく新しい方法を開発した。 各測定は、量子ハードウェア上の量子ビットの線形接続を仮定して、ジョルダン・ウィグナーとパリティ写像の下で、$O(N^2)$1および2量子ビットゲートからなる深さ$O(N)$回路のみを必要とする。 分子ハミルトニアンの期待値の評価は、量子デバイスから量子化学への応用における大きなボトルネックの1つであるため、このような応用を加速することが期待される。

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