論文の概要: A Bottom-up Approach to Constructing Symmetric Variational Quantum Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.08912v1
• Date: Thu, 17 Aug 2023 10:57:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-21 17:06:15.879968
• Title: A Bottom-up Approach to Constructing Symmetric Variational Quantum Circuits
• Title（参考訳）: 対称変分量子回路構築のためのボトムアップ手法
• Authors: Babatunde M. Ayeni
• Abstract要約: 表現理論を用いて対称量子回路を構築する方法を示す。 ハードウェア効率のよい量子回路構築によく用いられる粒子保存交換ゲートの導出方法を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: In the age of noisy quantum processors, the exploitation of quantum symmetries can be quite beneficial in the efficient preparation of trial states, an important part of the variational quantum eigensolver algorithm. The benefits include building quantum circuits which are more compact, with lesser number of paramaters, and more robust to noise, than their non-symmetric counterparts. Leveraging on ideas from representation theory we show how to construct symmetric quantum circuits. Similar ideas have been previously used in the field of tensor networks to construct symmetric tensor networks. We focus on the specific case of particle number conservation, that is systems with U(1) symmetry. Based on the representation theory of U(1), we show how to derive the particle-conserving exchange gates, which are commonly used in constructing hardware-efficient quantum circuits for fermionic systems, like in quantum chemistry, material science, and condensed-matter physics. We tested the effectiveness of our circuits with the Heisenberg XXZ model.
• Abstract（参考訳）: 雑音量子プロセッサの時代において、量子対称性の活用は、変分量子固有ソルバアルゴリズムの重要な部分である試行状態の効率的な作成において非常に有用である。 その利点は、非対称回路よりもコンパクトで、パラマターの数が少なく、ノイズに頑丈な量子回路を構築することである。 表現理論からアイデアを活用することで、対称量子回路を構築する方法を示す。 従来、対称テンソルネットワークを構築するためにテンソルネットワークの分野で同様の考えが用いられてきた。 U(1)対称性を持つ系である粒子数保存の特定の場合に焦点を当てる。 U(1)の表現理論に基づいて、量子化学、物質科学、凝縮物質物理学などのフェルミオン系のためのハードウェア効率の高い量子回路を構築するのによく用いられる粒子保存交換ゲートの導出方法を示す。 我々はハイゼンベルクxxzモデルを用いて回路の有効性を検証した。

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