論文の概要: Ground state preparation with shallow variational warm-start

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.11204v1
• Date: Mon, 20 Mar 2023 15:36:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-21 14:51:12.308717
• Title: Ground state preparation with shallow variational warm-start
• Title（参考訳）: 浅変分温開始による地中準備
• Authors: Youle Wang, Chenghong Zhu, Mingrui Jing, Xin Wang
• Abstract要約: この研究は、現在のアルゴリズムのボトルネックに取り組むために、浅い変分温開始を伴う量子基底状態の準備スキームを提供する。 本研究では,スピン-1/2$ハイゼンベルクモデル上での広範な数値シミュレーションにより提案手法の有効性を実証する。 本研究では,ハバードモデルの研究を拡張し,有意な変動量子アルゴリズムと比較して優れた性能を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.526775342940154
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Preparing the ground states of a many-body system is essential for evaluating physical quantities and determining the properties of materials. This work provides a quantum ground state preparation scheme with shallow variational warm-start to tackle the bottlenecks of current algorithms, i.e., demand for prior ground state energy information and lack of demonstration of efficient initial state preparation. Particularly, our methods would not experience the instability for small spectral gap $\Delta$ during pre-encoding the phase factors since our methods involve only $\widetilde{O}(1)$ factors while $\widetilde{O}(\Delta^{-1})$ is requested by the near-optimal methods. We demonstrate the effectiveness of our methods via extensive numerical simulations on spin-$1/2$ Heisenberg models. We also show that the shallow warm-start procedure can process chemical molecules by conducting numerical simulations on the hydrogen chain model. Moreover, we extend research on the Hubbard model, demonstrating superior performance compared to the prevalent variational quantum algorithms.
• Abstract（参考訳）: 多体系の基底状態の調製は、物理量の評価と材料の性質の決定に不可欠である。 この研究は、現在のアルゴリズムのボトルネック、すなわち、前の基底状態エネルギー情報の需要と効率的な初期状態準備の実証の欠如に対処するために、浅い変分温開始を伴う量子基底状態の準備スキームを提供する。 特に、位相因子の事前エンコード中に小さなスペクトルギャップである$\delta$の不安定さは経験しないが、この方法は$\widetilde{o}(1)$因子のみを含み、$\widetilde{o}(\delta^{-1})$は近似近似法によって要求される。 スピン-$1/2$ハイゼンベルク模型の数値シミュレーションにより,本手法の有効性を実証する。 また, 水素鎖モデルを用いた数値シミュレーションにより, 浅い加温開始法で化学分子を処理できることも示した。 さらに,ハバードモデルの研究を拡張し,有意な変動量子アルゴリズムと比較して優れた性能を示す。

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