論文の概要: Shallow quantum circuits for efficient preparation of Slater determinants and correlated states on a quantum computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.07477v4
• Date: Tue, 23 May 2023 02:40:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-25 00:31:57.470069
• Title: Shallow quantum circuits for efficient preparation of Slater determinants and correlated states on a quantum computer
• Title（参考訳）: 量子コンピュータ上のスレーター行列式と相関状態の効率的な調製のための浅量子回路
• Authors: Chong Hian Chee, Daniel Leykam, Adrian M. Mak, Dimitris G. Angelakis
• Abstract要約: フェルミオンアンザッツ状態調製は、量子化学や凝縮物質への応用のための変分量子固有解法のような多くの量子アルゴリズムにおける臨界サブルーチンである。 量子機械学習のために開発されたデータローディング回路に着想を得て、より浅くスケーラブルな$mathcalO(d log2N)$ 2-qubitゲート深度回路を提供する代替パラダイムを提案する。
• 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: Fermionic ansatz state preparation is a critical subroutine in many quantum algorithms such as Variational Quantum Eigensolver for quantum chemistry and condensed matter applications. The shallowest circuit depth needed to prepare Slater determinants and correlated states to date scale at least linearly with respect to the system size $N$. Inspired by data-loading circuits developed for quantum machine learning, we propose an alternate paradigm that provides shallower, yet scalable ${\mathcal{O}}(d \log_2^2N)$ two-qubit gate depth circuits to prepare such states with d-fermions, offering a subexponential reduction in $N$ over existing approaches in second quantization, enabling high-accuracy studies of $d{\ll}{\mathcal{O}}{\left(N / \log_2^2 N\right)}$ fermionic systems with larger basis sets on near-term quantum devices.
• Abstract（参考訳）: フェルミオンアンザッツ状態調製は、量子化学や凝縮物質への応用のための変分量子固有解法のような多くの量子アルゴリズムにおける臨界サブルーチンである。 スレーター行列式と相関状態を作成するのに必要な最浅い回路深度は、システムサイズ$n$に対して少なくとも線形にスケールする。 量子機械学習のために開発されたデータローディング回路に触発されて、d-フェルミオンを用いたそのような状態を作成するために、より浅くスケーラブルな${\mathcal{o}}(d \log_2^2n)$ 2量子ビットのゲート深さ回路を提供する代替パラダイムを提案し、第二量子化における既存のアプローチよりもn$のサブ指数的削減を提供し、d{\ll}{\mathcal{o}}{\left(n / \log_2^2n\right)}$ fermionic systemsの精度の高い研究を可能にした。

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