論文の概要: On The Study Of Partial Qubit Hamiltonian For Efficient Molecular
Simulation Using Variational Quantum Eigensolvers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.12524v1
- Date: Thu, 24 Aug 2023 03:25:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-25 15:36:46.324570
- Title: On The Study Of Partial Qubit Hamiltonian For Efficient Molecular
Simulation Using Variational Quantum Eigensolvers
- Title（参考訳）: 変分量子固有解法を用いた効率的な分子シミュレーションのための部分量子ハミルトニアンの研究
- Authors: Harshdeep Singh, Sabyashachi Mishra, Sonjoy Majumder
- Abstract要約: 簡単な分子の部分量子ハミルトニアンから情報を抽出し、より効率的な変分量子固有解法を設計するための新しいアプローチを提案する。
この研究の結果は、量子コンピューティングの分野における潜在的な進歩と、量子化学におけるその実装を実証する可能性を持っている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum computing is being extensively used in quantum chemistry, especially
in simulating simple molecules and evaluating properties like the ground state
energy, dipole moment, etc. The transformation of a molecular Hamiltonian from
the fermionic space to the qubit space provides us with a series of Pauli
strings and the energy calculation involves the evaluation of the expectation
values of all these individual strings. This introduces a major bottleneck for
applications of VQEs in quantum chemistry. Unlike the fermionic Hamiltonian,
the terms in a qubit Hamiltonian are additive and the present paper exploits
this property to describe a new approach for extracting information from the
partial qubit Hamiltonian of simple molecules to design more efficient
variational quantum eigensolvers. In the partial (qubit) Hamiltonian approach
(PHA), the qubit Hamiltonian is studied term-by-term to understand their
relative contributions to the overall energy and a partial Hamiltonian is
constructed with fewer Pauli strings that can resolve the entire Hamiltonian.
With PHA, we can simulate molecules at a much lower computational cost with a
truncated Hamiltonian. Additionally, the outcomes of the measurements with PHA
quench the error due to noise introduced by the quantum circuits. We have also
demonstrated the application of PHA as an initialization technique, where the
simple partial Hamiltonian can be used to find a suitable initial state for a
more complex system. The results of this study have the potential to
demonstrate the potential advancement in the field of quantum computing and its
implementation in quantum chemistry.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは量子化学、特に単純な分子のシミュレーションや基底状態エネルギー、双極子モーメントなどの特性の評価に広く用いられている。
フェルミイオン空間から量子ビット空間への分子ハミルトニアン変換は、一連のポーリ弦を与え、エネルギー計算はこれら全ての個々の弦の期待値の評価を伴います。
これは量子化学におけるVQEの応用に大きなボトルネックをもたらす。
フェルミオンハミルトニアンとは異なり、量子ハミルトニアンの項は加法であり、本論文ではこの性質を利用して単純な分子の部分量子ハミルトニアンから情報を抽出し、より効率的な変分量子固有ソルバを設計するための新しいアプローチを記述する。
部分的(キュービット)ハミルトニアンアプローチ(pha)では、キュービットハミルトニアンは、そのエネルギーに対する相対的貢献を理解するために、短期的に研究され、部分ハミルトニアンは、ハミルトニアン全体を解決できるより少ないポーリ弦で構成される。
phaで分子をシミュレートし、停止したハミルトニアンの計算コストをはるかに低くすることができる。
さらに、PHAによる測定の結果は、量子回路が導入したノイズによる誤差を縮める。
また,より複雑な系に対して,簡単な部分的ハミルトニアンを用いて適切な初期状態を求めるための初期化手法としてphaを応用できることを実証した。
この研究の結果は、量子コンピューティングの分野における潜在的な進歩と、量子化学におけるその実装を示す可能性がある。
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