論文の概要: State preparation in quantum algorithms for fragment-based quantum chemistry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.18110v1
• Date: Mon, 29 May 2023 14:25:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-30 14:51:30.752065
• Title: State preparation in quantum algorithms for fragment-based quantum chemistry
• Title（参考訳）: フラグメントに基づく量子化学のための量子アルゴリズムの状態準備
• Authors: Ruhee D'Cunha, Matthew Otten, Matthew R. Hermes, Laura Gagliardi and Stephen K. Gray
• Abstract要約: 量子アルゴリズムの状態準備は、量子化学において高い精度を達成するために不可欠である。 量子位相推定(QPE)と直接初期化(DI)の2つの状態準備法を比較した。 一方、QPEはより大きなフラグメントに対してより効率的であるのに対して、DIでは小さなフラグメントに対してリソースが少なくなります。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: State preparation for quantum algorithms is crucial for achieving high accuracy in quantum chemistry and competing with classical algorithms. The localized active space unitary coupled cluster (LAS-UCC) algorithm iteratively loads a fragment-based multireference wave function onto a quantum computer. In this study, we compare two state preparation methods, quantum phase estimation (QPE) and direct initialization (DI), for each fragment. We analyze the impact of QPE parameters, such as the number of ancilla qubits and Trotter steps, on the prepared state. We find a trade-off between the methods, where DI requires fewer resources for smaller fragments, while QPE is more efficient for larger fragments. Our resource estimates highlight the benefits of system fragmentation in state preparation for subsequent quantum chemical calculations. These findings have broad applications for preparing multireference quantum chemical wave functions on quantum circuits, particularly via QPE circuits.
• Abstract（参考訳）: 量子アルゴリズムの状態準備は、量子化学において高い精度を達成するために重要であり、古典的なアルゴリズムと競合する。 局所化アクティブスペースユニタリ結合クラスタ(las-ucc)アルゴリズムは、量子コンピュータにフラグメントベースのマルチリファレンス波動関数を反復的にロードする。 本研究では,各フラグメントに対して量子位相推定(QPE)と直接初期化(DI)の2つの状態準備法を比較する。 本研究は,アシラ量子ビット数やトロッターステップ数などのQPEパラメータが準備状態に与える影響を解析する。 一方、QPEはより大きなフラグメントに対してより効率的であるのに対して、DIでは小さなフラグメントに対してリソースが少なくなります。 我々の資源推定は、その後の量子化学計算のための状態準備におけるシステムの断片化の利点を浮き彫りにする。 これらの結果は、量子回路、特にQPE回路を経由したマルチ参照量子化学波動関数の作成に広く応用されている。

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