論文の概要: Single Entanglement Connection Architecture between Multi-Layer HEA for Distributed VQE

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.12323v2
• Date: Fri, 1 Sep 2023 15:55:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-04 16:21:21.493395
• Title: Single Entanglement Connection Architecture between Multi-Layer HEA for Distributed VQE
• Title（参考訳）: 分散VQEのための多層HEA間の単一絡み合い接続アーキテクチャ
• Authors: Shikun Zhang, Zheng Qin, Yang Zhou, Rui Li, Chunxiao Du, Zhisong Xiao
• Abstract要約: 可変量子固有解器(VQE)における多層ハードウェア効率アンサッツ(HEA)のための単一絡み合い接続アーキテクチャ(SECA)を提案する。 数値計算の結果,SECAの表現性,安定性,計算性能は,完全絡み合い接続アーキテクチャ (FECA) と比較して,絡み合い能力の損失が少なかった場合に優れていたことが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.002317709479012
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Realization of large-scale quantum computing on current noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices is the key to achieving near-term quantum advantage. In this work, we propose the single entanglement connection architecture (SECA) for the multi-layer hardware-efficient ansatz (HEA) in variational quantum eigensolver (VQE) and combine it with the gate cutting technology to construct distributed VQE (DVQE) which can efficiently expand the size of NISQ devices under low overheads. Simulation experiments with the two-dimensional Ising model as well as Heisenberg model are conducted. Our numerical results indicate a superiority of SECA in expressibility, stability and computational performance at the cost of a little loss in entangling capability compared with the full entanglement connection architecture (FECA). Furthermore, we find evidence that the DVQE also outperforms the FECA in terms of effectiveness. Finally, we discuss the open question about the relationship among expressibility, entangling capability and computational performance with some interesting phenomenon appearing in simulation experiments.
• Abstract（参考訳）: 現在のノイズの多い中間量子(NISQ)デバイス上での大規模量子コンピューティングの実現は、短期的な量子優位を達成する鍵となる。 本研究では,変分量子固有解法(VQE)における多層ハードウェア効率アンサツ(HEA)の単一絡み合い接続アーキテクチャ(SECA)を提案し,それをゲート切断技術と組み合わせて分散VQE(DVQE)を構築し,低オーバーヘッド下でNISQデバイスのサイズを効率的に拡大する。 2次元イジングモデルとハイゼンベルクモデルを用いたシミュレーション実験を行った。 数値計算の結果,SECAの表現性,安定性,計算性能は,完全絡み合い接続アーキテクチャ(FECA)と比較して,絡み合い能力の損失が少なかった場合に優れていることが示された。 さらに,DVQEがFECAよりも有効性が高いことを示す。 最後に, シミュレーション実験に現れる興味深い現象を用いて, 表現可能性, 絡み込み能力, 計算性能の関係について考察する。

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