論文の概要: Applicability of Measurement-based Quantum Computation towards Physically-driven Variational Quantum Eigensolver

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.10324v1
• Date: Wed, 19 Jul 2023 08:07:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-21 16:08:22.721403
• Title: Applicability of Measurement-based Quantum Computation towards Physically-driven Variational Quantum Eigensolver
• Title（参考訳）: 物理駆動型変分量子固有解法への計測に基づく量子計算の適用性
• Authors: Zheng Qin, Xiufan Li, Yang Zhou, Shikun Zhang, Rui Li, Chunxiao Du, Zhisong Xiao
• Abstract要約: 量子多体シミュレーションタスクのための効率的な計測に基づく量子アルゴリズムを提案する。 2つの量子多体系モデルにおいて、その有効性、効率、利点を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 29.25260312846999
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Recently variational quantum algorithms have been considered promising quantum computation methods, where the mainstream algorithms are based on the conventional quantum circuit scheme. However, in the Measurement-Based Quantum Computation (MBQC) scheme, multi-qubit rotation operations are implemented with a straightforward approach that only requires a constant number of single-qubit measurements, providing potential advantages in both resource cost and fidelity. The structure of Hamiltonian Variational Ansatz (HVA) aligns well with this characteristic. In this paper, we propose an efficient measurement-based quantum algorithm for quantum many-body system simulation tasks, alluded to as Measurement-Based Hamiltonian Variational Ansatz (MBHVA). We then demonstrate its effectiveness, efficiency, and advantages with two quantum many-body system models. Numerical experiments show that MBHVA is expected to reduce resource overhead compared to the construction of quantum circuits especially in the presence of large-scale multi-qubit rotation operations. Furthermore, when compared to measurement-based Hardware Efficient Ansatz (MBHEA) on quantum many-body system problems, MBHVA also demonstrates superior performance. We conclude that the MBQC scheme is potentially better suited for quantum simulation than the circuit-based scheme in terms of both resource efficiency and error mitigation.
• Abstract（参考訳）: 近年、変分量子アルゴリズムは有望な量子計算法と考えられており、主流のアルゴリズムは従来の量子回路方式に基づいている。 しかし、測定ベースの量子計算(MBQC)方式では、複数の量子ビットの回転操作は、一定数の単一量子ビットの測定しか必要とせず、資源コストと忠実性の両方において潜在的に有利である。 ハミルトン変分アンザッツ(HVA)の構造はこの性質とよく一致している。 本稿では,量子多体システムシミュレーションタスクのための効率的な測定ベース量子アルゴリズムを提案し,そのことを測定ベースハミルトン変分アンサッツ (MBHVA) と呼ぶ。 次に、2つの量子多体系モデルによる有効性、効率、利点を示す。 数値実験により、MBHVAは、特に大規模マルチキュービット回転操作の存在下での量子回路の構築と比較して、リソースオーバーヘッドを低減することが期待される。 さらに、量子多体システム問題における測定ベースのハードウェア効率アンサッツ(MBHEA)と比較すると、MBHVAは優れた性能を示す。 MBQCスキームは,資源効率と誤差低減の両面から,回路ベーススキームよりも量子シミュレーションに適している可能性が示唆された。

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