論文の概要: Go-No go criteria for performing quantum chemistry calculations on
quantum computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.02620v1
- Date: Mon, 5 Jun 2023 06:41:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-06 16:40:10.601762
- Title: Go-No go criteria for performing quantum chemistry calculations on
quantum computers
- Title（参考訳）: 量子コンピュータ上での量子化学計算のGo-No Go基準
- Authors: Thibaud Louvet, Thomas Ayral, Xavier Waintal
- Abstract要約: この2種類の問題に対する2つの主要な量子アプローチの可能性を評価するための2つの基準を提案する。
最初の基準は変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムに適用され、量子ハードウェアで許容できる雑音のレベルに上限を設定する。
第2の基準は量子位相推定(QPE)アルゴリズムに適用され、(ノイズのない)フォールトトレラント量子コンピュータが利用可能になったときにVQEの代替としてしばしば提示される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum chemistry is envisioned as an early and disruptive application where
quantum computers would provide a genuine advantage with respect to purely
classical approaches. In this work, we propose two criteria for evaluating the
potential of the two leading quantum approaches for this class of problems. The
first criterion applies to the Variational Quantum Eigensolver (VQE) algorithm
and sets an upper bound to the level of noise that can be tolerated in quantum
hardware as a function of the target precision and problem size. We find a
crippling effect of noise with an overall scaling of the precision that is
generically less favourable than in the corresponding classical algorithms.
This is due to the studied molecule being unrelated to the hardware dynamics,
hence its noise; conversely the hardware noise populates states of arbitrary
energy of the studied molecule. The second criterion applies to the Quantum
Phase Estimation (QPE) algorithm that is often presented as the go-to
replacement of VQE upon availability of (noiseless) fault-tolerant quantum
computers. QPE suffers from the phenomenon known as the orthogonality
catastrophe that generically leads to an exponentially small success
probability when the size of the problem grows. Our criterion allows one to
estimate quantitatively the importance of this phenomenon from the knowledge of
the variance of the energy of the input state used in the calculation.
- Abstract（参考訳）: 量子化学は、純粋に古典的なアプローチに対して真に有利な量子コンピュータを提供する早期かつ破壊的な応用として考えられている。
本研究では,この問題に対する2つの主要な量子アプローチの可能性を評価するための2つの基準を提案する。
第1の基準は変分量子固有ソルバ(vqe)アルゴリズムに適用され、ターゲットの精度と問題サイズの関数として量子ハードウェアで許容されるノイズレベルに上限を設定する。
我々は,従来のアルゴリズムよりも汎用的にあまり好ましくない精度の全体的なスケーリングによるノイズの抑制効果を見出した。
これは、研究された分子がハードウェアのダイナミクスとは無関係であるため、そのノイズは、逆に、研究された分子の任意のエネルギーの状態を発生させるためである。
第2の基準は量子位相推定(QPE)アルゴリズムに適用され、(ノイズのない)フォールトトレラント量子コンピュータが利用可能になったときにVQEの代替としてしばしば提示される。
qpeは、問題の大きさが大きくなると指数関数的に小さい成功確率をもたらす直交性大惨事として知られる現象に苦しむ。
我々の基準は、計算に使用される入力状態のエネルギーの分散に関する知識から、この現象の重要性を定量的に推定することができる。
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