論文の概要: Towards chemical accuracy with shallow quantum circuits: A
Clifford-based Hamiltonian engineering approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.12053v3
- Date: Sun, 10 Dec 2023 11:58:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-13 02:22:22.707700
- Title: Towards chemical accuracy with shallow quantum circuits: A
Clifford-based Hamiltonian engineering approach
- Title(参考訳): 浅い量子回路による化学精度向上に向けて:クリフォードに基づくハミルトン工学的アプローチ
- Authors: Jiace Sun, Lixue Cheng, Weitang Li
- Abstract要約: 我々は、回路深さと精度のトレードオフに対処するクリフォードに基づくハミルトン工学アルゴリズム、すなわちCHEMを提案する。
量子ハードウェアエミュレータを用いたアプローチの有効性を実証し,30量子ゲート未満の12量子ビットのシステムに対して化学的精度を実現する。
- 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: Achieving chemical accuracy with shallow quantum circuits is a significant
challenge in quantum computational chemistry, particularly for near-term
quantum devices. In this work, we present a Clifford-based Hamiltonian
engineering algorithm, namely CHEM, that addresses the trade-off between
circuit depth and accuracy. Based on variational quantum eigensolver and
hardware-efficient ansatz, our method designs Clifford-based Hamiltonian
transformation that (1) ensures a set of initial circuit parameters
corresponding to the Hartree--Fock energy can be generated, (2) effectively
maximizes the initial energy gradient with respect to circuit parameters, (3)
imposes negligible overhead for classical processing and does not require
additional quantum resources, and (4) is compatible with any circuit topology.
We demonstrate the efficacy of our approach using a quantum hardware emulator,
achieving chemical accuracy for systems as large as 12 qubits with fewer than
30 two-qubit gates. Our Clifford-based Hamiltonian engineering approach offers
a promising avenue for practical quantum computational chemistry on near-term
quantum devices.
- Abstract(参考訳): 浅い量子回路で化学的精度を得ることは、量子化学、特に短期量子デバイスにおいて重要な課題である。
本研究では,回路深さと精度のトレードオフに対処するクリフォードに基づくハミルトン工学アルゴリズム,すなわちCHEMを提案する。
変分量子固有解法とハードウェア効率のansatzに基づき、(1)ハーツリー・フォックエネルギーに対応する一連の初期回路パラメータが生成可能であること、(2)回路パラメータに関して初期エネルギー勾配を効果的に最大化すること、(3)古典的処理に無視できるオーバーヘッドを課すこと、(4)追加の量子資源を必要としないこと、(4)回路トポロジーと互換性があることを保証するクリフォードに基づくハミルトニアン変換を設計する。
量子ハードウェアエミュレータを用いたアプローチの有効性を実証し,30量子ゲート未満の12量子ビットのシステムに対して化学的精度を実現する。
我々のクリフォード拠点のハミルトン工学的アプローチは、短期量子デバイス上での実用的な量子計算化学のための有望な道を提供する。
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