論文の概要: Quantum Parallelized Variational Quantum Eigensolvers for Excited States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.11844v1
- Date: Tue, 20 Jun 2023 18:53:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-22 15:54:49.795298
- Title: Quantum Parallelized Variational Quantum Eigensolvers for Excited States
- Title（参考訳）: 励起状態に対する量子並列化変分量子固有解法
- Authors: Cheng-Lin Hong, Luis Colmenarez, Lexin Ding, Carlos L.
Benavides-Riveros, Christian Schilling
- Abstract要約: 分子と固体の励起状態特性の計算は、現代の電子構造理論の主要な計算課題の1つである。
量子コンピューティングの分野から最近のアイデアを組み合わせて前進させることにより、より効果的な変分量子固有解法を提案する。
- 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: Calculating excited-state properties of molecules and solids is one of the
main computational challenges of modern electronic structure theory. By
combining and advancing recent ideas from the field of quantum computing we
propose a more effective variational quantum eigensolver based on quantum
parallelism: Initial ans\"atze for various excited states are prepared into a
single pure state through a minimal number of ancilla qubits. Then a global
rotation in the targeted subspace is optimized. Our approach thus avoids the
progressive accumulation of errors prone to schemes that calculate excited
states successively. Energy gaps and transition amplitudes between eigenstates
can immediately be extracted. Moreover, the use of variable auxiliary weights
makes the algorithm more resilient to noise and greatly simplifies the
optimization procedure. We showcase our algorithm and illustrate its
effectiveness for different molecular systems. The interaction effects are
treated through generalized unitary coupled cluster ans\"atze and, accordingly,
the common unfavorable and artificial extension to the entire Fock space is
circumvented.
- Abstract（参考訳）: 分子と固体の励起状態特性の計算は、現代の電子構造理論の主要な計算課題の一つである。
量子コンピューティングの分野から最近のアイデアを組み合わせることで、量子並列性に基づくより効果的な変分量子固有解法を提案する: 様々な励起状態に対する初期ans\"atzeは、極小数のアンシラ量子ビットによって単一の純粋な状態へと構成される。
そして、対象部分空間における大域回転を最適化する。
提案手法は,励起状態の逐次計算を行うスキームに生じるエラーの漸進的蓄積を回避する。
エネルギーギャップと固有状態間の遷移振幅は直ちに抽出できる。
さらに、可変補助重みを用いることで、アルゴリズムはノイズに耐性が増し、最適化手順が大幅に単純化される。
提案アルゴリズムを実証し, 異なる分子系に対する有効性を示す。
相互作用効果は、一般化されたユニタリ結合クラスタ ans\atze によって処理され、フォック空間全体への共通の好ましくない人工的拡張が回避される。
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