論文の概要: Implementation of the Projective Quantum Eigensolver on a Quantum Computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.04520v1
• Date: Fri, 6 Oct 2023 18:30:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-12 18:00:01.223523
• Title: Implementation of the Projective Quantum Eigensolver on a Quantum Computer
• Title（参考訳）: 量子コンピュータ上での投影型量子固有解法の実装
• Authors: Jonathon P. Misiewicz and Francesco A. Evangelista
• Abstract要約: 我々は,IBMの量子ハードウェア上でのPQE(Projective Quantum Eigensolver)の性能について検討した。 我々は,IBM装置の誤差と不整合性の両方により精度が制限され,ポテンシャルエネルギー曲線全体に沿った正確なエネルギーの4ミリハート (2.5 kcal/mol) 内でエネルギーを得ることができた。
• 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: We study the performance of our previously proposed Projective Quantum Eigensolver (PQE) on IBM's quantum hardware in conjunction with error mitigation techniques. For a single qubit model of H$_2$, we find that we are able to obtain energies within 4 millihartree (2.5 kcal/mol) of the exact energy along the entire potential energy curve, with the accuracy limited by both stochastic error and inconsistent performance of the IBM devices. We find that an optimization algorithm using direct inversion of the iterative subspace can converge swiftly, even to excited states, but stochastic noise can cause large parameter updates. For the four-site transverse-field Ising model at the critical point, PQE with an appropriate application of qubit tapering can recover 99% of the correlation energy, even discarding several parameters. The large number of CNOT gates needed for the additional parameters introduces a concomitant error that, on the IBM devices, results in loss of accuracy, despite the increased expressivity of the trial state. Error extrapolation techniques and tapering or postselection are recommended to mitigate errors in PQE hardware experiments.
• Abstract（参考訳）: 我々は,IBMの量子ハードウェア上でのPQE(Projective Quantum Eigensolver)の性能と誤差低減技術について検討した。 H$_2$の単一量子ビットモデルでは、ポテンシャルエネルギー曲線全体に沿った正確なエネルギーの4ミリハート (2.5 kcal/mol) 内でエネルギーを得ることができ、精度はIBMデバイスの確率誤差と不整合性能の両方によって制限される。 反復部分空間の直接反転を用いた最適化アルゴリズムは、励起状態であっても迅速に収束するが、確率的ノイズは大きなパラメータ更新を引き起こす。 臨界点における4サイト横フィールドイジングモデルでは、キュービットテーパリングを適宜適用したPQEは相関エネルギーの99%を回復し、いくつかのパラメータを破棄する。 追加パラメータに必要な多数のCNOTゲートは、IBMデバイスでは、トライアル状態の表現力の増大にもかかわらず精度が低下するという相反するエラーをもたらす。 PQEハードウェア実験における誤りを軽減するため、エラー補間技術やテーパリングやポストセレクションが推奨されている。

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