論文の概要: Fast Partitioning of Pauli Strings into Commuting Families for Optimal
Expectation Value Measurements of Dense Operators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.11847v2
- Date: Wed, 7 Jun 2023 15:49:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-08 18:26:37.089447
- Title: Fast Partitioning of Pauli Strings into Commuting Families for Optimal
Expectation Value Measurements of Dense Operators
- Title（参考訳）: 密度演算子の最適期待値測定のためのパウリ弦の通勤家族への高速分割
- Authors: Ben Reggio, Nouman Butt, Andrew Lytle, and Patrick Draper
- Abstract要約: 作用素の分解に現れるパウリ弦は、可換な族にグループ化することができる。
任意のキュービットに作用するパウリ弦の完全集合を、可換族全体の最小集合に完全に分割するアルゴリズムを詳述する。
- 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: The Pauli strings appearing in the decomposition of an operator can be can be
grouped into commuting families, reducing the number of quantum circuits needed
to measure the expectation value of the operator. We detail an algorithm to
completely partition the full set of Pauli strings acting on any number of
qubits into the minimal number of sets of commuting families, and we provide
python code to perform the partitioning. The partitioning method scales
linearly with the size of the set of Pauli strings and it naturally provides a
fast method of diagonalizing the commuting families with quantum gates. We
provide a package that integrates the partitioning into Qiskit, and use this to
benchmark the algorithm with dense Hamiltonians, such as those that arise in
matrix quantum mechanics models, on IBM hardware. We demonstrate computational
speedups close to the theoretical limit of $(3/2)^m$ relative to qubit-wise
commuting groupings, for $m=2,\dotsc,6$ qubits.
- Abstract（参考訳）: 作用素の分解に現れるパウリ弦は、交換族にグループ化することができ、演算子の期待値を測定するのに必要な量子回路の数を減らすことができる。
我々は、任意の数のキュービットに作用するpauli文字列の完全な集合を最小数の通勤ファミリに完全に分割するアルゴリズムを詳述し、分割を実行するためにpythonコードを提供する。
分割法は、パウリ文字列の集合のサイズと線形にスケールし、自然に可換族を量子ゲートで対角化する方法を提供する。
パーティショニングをqiskitに統合したパッケージを提供し、これをibmのハードウェア上で、行列量子力学モデルに見られるような、密度の高いハミルトニアンによるアルゴリズムのベンチマークに使用します。
3/2)^m$ の理論的限界に近い計算速度を qubit-wise の可換グルーピングに対して、$m=2,\dotsc,6$ qubits で示す。
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