論文の概要: Post-processing noisy quantum computations utilizing N-representability
constraints
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.13401v1
- Date: Wed, 26 Apr 2023 09:25:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-27 15:01:36.503667
- Title: Post-processing noisy quantum computations utilizing N-representability
constraints
- Title（参考訳）: N-representability制約を用いた後処理ノイズ量子計算
- Authors: Tomislav Piskor, Florian G. Eich, Michael Marthaler, Frank K. Wilhelm,
and Jan-Michael Reiner
- Abstract要約: 本稿では,デコヒーレンスとショットノイズに障害のある量子コンピュータ上での量子化学エネルギー計算を改善する手法を提案し,解析する。
我々は、あるN-表現性条件を満たす部分空間に投影することで、RDM測定の結果を後処理する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose and analyze a method for improving quantum chemical energy
calculations on a quantum computer impaired by decoherence and shot noise. The
error mitigation approach relies on the fact that the one- and two-particle
reduced density matrices (1- and 2-RDM) of a chemical system need to obey
so-called N-representability constraints. We post-process the result of an RDM
measurement by projecting it into the subspace where certain N-representability
conditions are fulfilled. Furthermore, we utilize that such constraints also
hold in the hole and particle-hole sector and perform projections in these
sectors as well. We expand earlier work by conducting a careful analysis of the
method's performance in the context of quantum computing. Specifically, we
consider typical decoherence channels (dephasing, damping, and depolarizing
noise) as well as shot noise due to a finite number of projective measurements.
We provide analytical considerations and examine numerically three example
systems, \ch{H2}, \ch{LiH}, and \ch{BeH2}. From these investigations, we derive
our own practical yet effective method to best employ the various projection
options. Our results show the approach to significantly lower energy errors and
measurement variances of (simulated) quantum computations.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,デコヒーレンスとショットノイズに障害のある量子コンピュータ上での量子化学エネルギー計算法を提案する。
誤差緩和法は、化学系の1粒子および2粒子還元密度行列(1-および2-rdm)がいわゆるn-表現可能性制約に従う必要があるという事実に依存する。
我々は、あるN-表現性条件を満たす部分空間に投影することで、RDM測定の結果を後処理する。
さらに,このような制約をホールや粒子ホールセクタにも適用し,これらのセクタにおいても投影を行う。
我々は、量子コンピューティングの文脈において、手法の性能を慎重に分析することで、初期の研究を拡大する。
具体的には、有限個の射影的測定値によるショットノイズと同様に、典型的なデコヒーレンスチャネル(デ強調、減衰、デポーライゼーションノイズ)を考える。
解析的考察を行い、数値的に3つの実例系である \ch{H2}, \ch{LiH}, \ch{BeH2} について検討する。
これらの研究から,我々は,様々な射影オプションを最大限活用するための実用的かつ効果的な手法を導出する。
本研究は, シミュレーション量子計算のエネルギー誤差と測定値のばらつきを著しく低減する手法である。
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