論文の概要: A sequentially generated variational quantum circuit with polynomial complexity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.12856v1
• Date: Mon, 22 May 2023 09:30:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-23 17:11:56.509911
• Title: A sequentially generated variational quantum circuit with polynomial complexity
• Title（参考訳）: 多項式複雑性を持つ逐次生成変分量子回路
• Authors: Xiaokai Hou, Qingyu Li, Man-Hong Yung, Xusheng Xu, Zizhu Wang, Chu Guo and Xiaoting Wang
• Abstract要約: 本研究では,1次元,2次元,3次元の量子多体問題に自然に適応する逐次生成回路アンサッツを提案する。 応用として、未知の純量子状態と混合量子状態の正確な再構成に我々のアンザッツが利用できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.46180371154032895
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Variational quantum algorithms have been a promising candidate to utilize near-term quantum devices to solve real-world problems. The powerfulness of variational quantum algorithms is ultimately determined by the expressiveness of the underlying quantum circuit ansatz for a given problem. In this work, we propose a sequentially generated circuit ansatz, which naturally adapts to 1D, 2D, 3D quantum many-body problems. Specifically, in 1D our ansatz can efficiently generate any matrix product states with a fixed bond dimension, while in 2D our ansatz generates the string-bond states. As applications, we demonstrate that our ansatz can be used to accurately reconstruct unknown pure and mixed quantum states which can be represented as matrix product states, and that our ansatz is more efficient compared to several alternatives in finding the ground states of some prototypical quantum many-body systems as well as quantum chemistry systems, in terms of the number of quantum gate operations.
• Abstract（参考訳）: 変分量子アルゴリズムは、実世界の問題を解決するために短期量子デバイスを利用する有望な候補である。 変分量子アルゴリズムの強みは、与えられた問題に対する基礎となる量子回路 ansatz の表現性によって決定される。 本研究では, 1d, 2d, 3d 量子多体問題に対して自然に適応する逐次生成回路 ansatz を提案する。 具体的には、1Dでは、アンザッツは固定結合次元の任意の行列積状態を効率的に生成し、2Dでは弦結合状態を生成する。 応用として、我々の ansatz は、行列積状態として表現できる未知の純および混合量子状態を正確に再構成することができ、量子ゲート演算数の観点から、いくつかの量子多体系や量子化学系の基底状態を見つけるためのいくつかの代替案と比較して、我々の ansatz はより効率的であることを示す。

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