論文の概要: Fermionic Adaptive Sampling Theory for Variational Quantum Eigensolvers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.07417v1
- Date: Mon, 13 Mar 2023 18:57:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-15 17:38:48.638318
- Title: Fermionic Adaptive Sampling Theory for Variational Quantum Eigensolvers
- Title（参考訳）: 変分量子固有解法に対するフェルミオン適応サンプリング理論
- Authors: Marco Majland, Patrick Ettenhuber, Nikolaj Thomas Zinner
- Abstract要約: ADAPT-VQEは、波動関数における演算子の重要性を推定する際、大きな測定オーバーヘッドに悩まされる。
波動関数におけるスレーター行列式の集団からのみ導かれる重要度に基づいて演算子を選択するFAST-VQE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: Quantum chemistry has been identified as one of the most promising areas
where quantum computing can have a tremendous impact. For current Noisy
Intermediate-Scale Quantum (NISQ) devices, one of the best available methods to
prepare approximate wave functions on quantum computers is the Adaptive
Derivative-Assembled Pseudo-Trotter Ansatz Variational Quantum Eigensolver
(ADAPT-VQE). However, ADAPT-VQE suffers from a significant measurement overhead
when estimating the importance of operators in the wave function. In this work,
we propose Fermionic Adaptive Sampling Theory VQE (FAST-VQE), a method for
selecting operators based on importance metrics solely derived from the
populations of Slater determinants in the wave function. Thus, our method
mitigates measurement overheads for ADAPT-VQE as it is only dependent on the
populations of Slater determinants which can simply be determined by
measurements in the computational basis. We introduce two heuristic importance
metrics, one based on Selected Configuration Interaction with perturbation
theory and one based on approximate gradients. In state vector and finite shot
simulations, FAST-VQE using the heuristic metric based on approximate gradients
converges at the same rate or faster than ADAPT-VQE and requires dramatically
fewer shots.
- Abstract（参考訳）: 量子化学は、量子コンピューティングが大きな影響を与えうる最も有望な分野の1つとして認識されている。
現在のノイズの多い中間スケール量子(nisq)デバイスでは、量子コンピュータ上で近似波動関数を作成する最善の方法の1つは、適応微分分解型擬似トロッター ansatz variational quantum eigensolver (adapt-vqe)である。
しかし、ADAPT-VQEは波動関数における演算子の重要性を推定する際、大きな測定オーバーヘッドに悩まされる。
本研究では、波動関数におけるスレーター行列式の集団からのみ派生した重要度に基づいて演算子を選択するFermionic Adaptive Smpling Theory VQE(FAST-VQE)を提案する。
そこで,本手法は,計算に基づく測定によって簡単に決定できるスレーター行列式の集団にのみ依存するため,adapt-vqeの測定オーバーヘッドを緩和する。
本稿では,摂動理論を用いた選択構成相互作用と近似勾配に基づく2つのヒューリスティックな重要度指標を提案する。
状態ベクトルおよび有限ショットシミュレーションにおいて、近似勾配に基づくヒューリスティック距離を用いたFAST-VQEはADAPT-VQEと同等かそれ以上の速度で収束し、劇的に少ないショットを必要とする。
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