論文の概要: Quantum Computation of Frequency-Domain Molecular Response Properties
Using a Three-Qubit iToffoli Gate
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.04271v1
- Date: Wed, 8 Feb 2023 18:59:51 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-09 15:09:04.085532
- Title: Quantum Computation of Frequency-Domain Molecular Response Properties
Using a Three-Qubit iToffoli Gate
- Title（参考訳）: 3kiToffoliゲートを用いた周波数領域分子応答特性の量子計算
- Authors: Shi-Ning Sun, Brian Marinelli, Jin Ming Koh, Yosep Kim, Long B.
Nguyen, Larry Chen, John Mark Kreikebaum, David I. Santiago, Irfan Siddiqi,
Austin J. Minnich
- Abstract要約: 短期量子ハードウェアにおける分子応答特性の量子計算は重要な関心事である。
周波数領域における二原子分子の応答特性を3量子iToffoliゲートを用いて実験的に計算した。
iToffoli ゲートで得られた分子特性は,CZ ゲートで得られた分子特性と比較すると,理論と同等かそれ以上の一致を示した。
- 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: The quantum computation of molecular response properties on near-term quantum
hardware is a topic of significant interest. While computing time-domain
response properties is in principle straightforward due to the natural ability
of quantum computers to simulate unitary time evolution, circuit depth
limitations restrict the maximum time that can be simulated and hence the
extraction of frequency-domain properties. Computing properties directly in the
frequency domain is therefore desirable, but the circuits require large depth
when the typical hardware gate set consisting of single- and two-qubit gates is
used. Here, we report the experimental quantum computation of the response
properties of diatomic molecules directly in the frequency domain using a
three-qubit iToffoli gate, enabling a reduction in circuit depth by a factor of
two. We show that the molecular properties obtained with the iToffoli gate
exhibit comparable or better agreement with theory than those obtained with the
native CZ gates. Our work is among the first demonstrations of the practical
usage of a native multi-qubit gate in quantum simulation, with diverse
potential applications to the simulation of quantum many-body systems on
near-term digital quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 短期量子ハードウェアにおける分子応答特性の量子計算は重要な関心事である。
時間領域応答特性の計算は、量子コンピュータがユニタリ時間発展をシミュレートする自然な能力のため、原理的には単純であるが、回路深度の制限はシミュレーション可能な最大時間と周波数領域特性の抽出を制限する。
そのため、周波数領域で直接計算することが望ましいが、回路は1ビットと2ビットのゲートからなる典型的なハードウェアゲートセットを使用する場合、大きな深さを必要とする。
本稿では,3量子ビットイトフォリゲートを用いて,二原子分子の応答特性を周波数領域内で直接計算し,回路の深さを2倍に低減する実験を行った。
iToffoli ゲートで得られた分子特性は,CZ ゲートで得られた分子特性よりも理論と同等かそれ以上の一致を示した。
我々の研究は、量子シミュレーションにおけるネイティブなマルチキュービットゲートの実用的利用の初歩的な実証であり、近未来のデジタル量子コンピュータ上での量子多体システムのシミュレーションに様々な可能性を持つ。
関連論文リスト
- Efficient Learning for Linear Properties of Bounded-Gate Quantum Circuits [63.733312560668274]
d可変RZゲートとG-dクリフォードゲートを含む量子回路を与えられた場合、学習者は純粋に古典的な推論を行い、その線形特性を効率的に予測できるだろうか?
我々は、d で線形にスケーリングするサンプルの複雑さが、小さな予測誤差を達成するのに十分であり、対応する計算の複雑さは d で指数関数的にスケールすることを証明する。
我々は,予測誤差と計算複雑性をトレードオフできるカーネルベースの学習モデルを考案し,多くの実践的な環境で指数関数からスケーリングへ移行した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-22T08:21:28Z) - QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum
Circuits [82.50620782471485]
QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。
1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。
提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z) - Resource-Efficient Quantum Circuits for Molecular Simulations: A Case
Study of Umbrella Inversion in Ammonia [1.439738350540859]
必要な回路深さと2ビットのエンタングゲートの数を約60%削減する新しい量子回路を開発した。
デバイスノイズの存在下でも、これらの新しい浅い回路はエラー率を著しく低くした。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-07T11:30:09Z) - Quantum Simulation of Dissipative Energy Transfer via Noisy Quantum
Computer [0.40964539027092917]
雑音の多いコンピュータ上でのオープン量子システムの力学をシミュレートする実用的な手法を提案する。
提案手法は,IBM-Q実機におけるゲートノイズを利用して,2量子ビットのみを用いて計算を行う。
最後に、トロッター展開を行う際の量子回路の深さの増大に対処するため、短期力学シミュレーションを拡張するために転送テンソル法(TTM)を導入した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-03T13:56:41Z) - Quantum simulation of excited states from parallel contracted quantum
eigensolvers [5.915403570478968]
基底状態の量子固有解法は、任意の数の量子固有状態を同時に計算するために一般化可能であることを示す。
提案アルゴリズムは2つの励起状態CQEを導入し,励起状態の計算を行うとともに,元の基底状態バージョンの特徴の多くを継承する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-08T23:52:31Z) - Quantum data learning for quantum simulations in high-energy physics [55.41644538483948]
本研究では,高エネルギー物理における量子データ学習の実践的問題への適用性について検討する。
我々は、量子畳み込みニューラルネットワークに基づくアンサッツを用いて、基底状態の量子位相を認識できることを数値的に示す。
これらのベンチマークで示された非自明な学習特性の観察は、高エネルギー物理学における量子データ学習アーキテクチャのさらなる探求の動機となる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-29T18:00:01Z) - Accurate and Efficient Quantum Computations of Molecular Properties
Using Daubechies Wavelet Molecular Orbitals: A Benchmark Study against
Experimental Data [5.086494083782608]
ダウビーウェーブレット基底から構築された最小基底集合は、分子ハミルトニアンをよりよく記述することで正確な結果が得られることを示す。
我々の研究は、分子系の効率的なQCに対して、より効率的で正確な分子ハミルトニアン表現を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-28T16:22:18Z) - An Algebraic Quantum Circuit Compression Algorithm for Hamiltonian
Simulation [55.41644538483948]
現在の世代のノイズの多い中間スケール量子コンピュータ(NISQ)は、チップサイズとエラー率に大きく制限されている。
我々は、自由フェルミオンとして知られる特定のスピンハミルトニアンをシミュレーションするために、量子回路を効率よく圧縮するために局所化回路変換を導出する。
提案した数値回路圧縮アルゴリズムは、後方安定に動作し、$mathcalO(103)$スピンを超える回路合成を可能にするスピンの数で3次スケールする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-06T19:38:03Z) - Computing molecular excited states on a D-Wave quantum annealer [52.5289706853773]
分子系の励起電子状態の計算にD波量子アニールを用いることを実証する。
これらのシミュレーションは、太陽光発電、半導体技術、ナノサイエンスなど、いくつかの分野で重要な役割を果たしている。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-01T01:02:17Z) - Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。
演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:18:49Z) - Gate-free state preparation for fast variational quantum eigensolver
simulations: ctrl-VQE [0.0]
VQEは現在、短期量子コンピュータ上で電子構造問題を解決するためのフラッグシップアルゴリズムである。
本稿では、状態準備に使用される量子回路を完全に取り除き、量子制御ルーチンに置き換える代替アルゴリズムを提案する。
VQEと同様に、最適化された目的関数は、量子ビットマップされた分子ハミルトニアンの期待値である。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-10T17:53:09Z)
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。