論文の概要: Reducing Entanglement With Physically-Inspired Fermion-To-Qubit Mappings
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.07409v1
- Date: Mon, 13 Nov 2023 15:43:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-14 14:00:43.581868
- Title: Reducing Entanglement With Physically-Inspired Fermion-To-Qubit Mappings
- Title(参考訳): 物理的に着想を得たフェルミオン-ビットマッピングによる絡み合いの低減
- Authors: Teodor Parella-Dilm\'e, Korbinian Kottmann, Leonardo Zambrano, Luke
Mortimer, Jakob S. Kottmann and Antonio Ac\'in
- Abstract要約: ab-initio電子構造シミュレーションでは、フェルミオンからクォービットへの写像はフェルミオン問題の初期符号化ステップを表す。
この研究は、絡み合い要求を著しく単純化するマッピングを構築するために、物理的に着想を得た手法を導入する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In ab-initio electronic structure simulations, fermion-to-qubit mappings
represent the initial encoding step of the fermionic problem into qubits. This
work introduces a physically-inspired method for constructing mappings that
significantly simplify entanglement requirements when simulating states of
interest. The presence of electronic excitations drives the construction of our
mappings, reducing correlations for target states in the qubit space. To
benchmark our method, we simulate ground states of small molecules and observe
an enhanced performance when compared to classical and quantum variational
approaches from prior research employing conventional mappings. In particular,
on the quantum side, our mappings require a reduced number of entangling layers
to achieve chemical accuracy for the $LiH$, $H_2$, $(H_2)_2$ and $H_4$
molecules using the RY hardware efficient ansatz. In addition, our mappings
also provide an enhanced ground state simulation performance in the density
matrix renormalization group algorithm for the $N_2$ molecule.
- Abstract(参考訳): ab-initio電子構造シミュレーションでは、フェルミオンからクォービットへの写像はフェルミオン問題の初期符号化ステップを表す。
この研究は、関心の状態をシミュレートする際の絡み合い要求を大幅に単純化する、マッピングを構築する物理的に着想を得た手法を導入する。
電子励起の存在はマッピングの構築を駆動し、キュービット空間におけるターゲット状態の相関を減少させる。
従来のマッピングを用いた先行研究の古典的・量子的変分法と比較して,小分子の基底状態のシミュレーションを行い,性能の向上を観測した。
特に量子側では、ryハードウェアの効率の良いアンサッツを用いて、lih$, $h_2$, $(h_2)_2$, $h_4$分子の化学精度を達成するために、我々のマッピングは多数の絡み合う層を減少させる必要がある。
さらに,n_2$分子の密度行列再正規化群アルゴリズムにおける基底状態シミュレーション性能も向上した。
関連論文リスト
- A self-consistent field approach for the variational quantum
eigensolver: orbital optimization goes adaptive [52.77024349608834]
適応微分組立問題集合型アンザッツ変分固有解法(ADAPTVQE)における自己一貫したフィールドアプローチ(SCF)を提案する。
このフレームワークは、短期量子コンピュータ上の化学系の効率的な量子シミュレーションに使用される。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-21T23:15:17Z) - The Bonsai algorithm: grow your own fermion-to-qubit mapping [0.7049738935364298]
三次木からのフレキシブルフェルミオン-量子写像を設計するための形式主義を提案する。
我々は、Fock基底状態が量子ビット空間の計算基底状態にマップされることを保証するレシピを導入する。
我々は,IBM量子コンピュータで広く使われているヘキサゴナルトポロジのマッピングを作成することで,このアルゴリズムを説明する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-19T18:53:08Z) - Numerical Simulations of Noisy Quantum Circuits for Computational
Chemistry [51.827942608832025]
短期量子コンピュータは、小さな分子の基底状態特性を計算することができる。
計算アンサッツの構造と装置ノイズによる誤差が計算にどのように影響するかを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-12-31T16:33:10Z) - Holographic simulation of correlated electrons on a trapped ion quantum
processor [13.128146097939263]
我々は,量子積状態(qMPS)形式の相関電子基底状態を作成するホログラフィック量子シミュレーション技術を開発した。
GMP+X法はモット絶縁体やルッティンガー液体金属を含む相関電子状態の物理を忠実に捉えていることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-12-20T19:12:20Z) - Simulating the Mott transition on a noisy digital quantum computer via
Cartan-based fast-forwarding circuits [62.73367618671969]
動的平均場理論(DMFT)は、ハバードモデルの局所グリーン関数をアンダーソン不純物のモデルにマッピングする。
不純物モデルを効率的に解くために、量子およびハイブリッド量子古典アルゴリズムが提案されている。
この研究は、ノイズの多いデジタル量子ハードウェアを用いたMott相転移の最初の計算を提示する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-12-10T17:32:15Z) - Hybridized Methods for Quantum Simulation in the Interaction Picture [69.02115180674885]
本研究では,異なるシミュレーション手法をハイブリダイズし,インタラクション・ピクチャー・シミュレーションの性能を向上させるフレームワークを提案する。
これらのハイブリッド化手法の物理的応用は、電気遮断において$log2 Lambda$としてゲート複雑性のスケーリングをもたらす。
力学的な制約を受けるハミルトニアンシミュレーションの一般的な問題に対して、これらの手法は、エネルギーコストを課すために使われるペナルティパラメータ$lambda$とは無関係に、クエリの複雑さをもたらす。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-09-07T20:01:22Z) - Fixed Depth Hamiltonian Simulation via Cartan Decomposition [59.20417091220753]
時間に依存しない深さの量子回路を生成するための構成的アルゴリズムを提案する。
一次元横フィールドXYモデルにおけるアンダーソン局在化を含む、モデルの特殊クラスに対するアルゴリズムを強調する。
幅広いスピンモデルとフェルミオンモデルに対して正確な回路を提供するのに加えて、我々のアルゴリズムは最適なハミルトニアンシミュレーションに関する幅広い解析的および数値的な洞察を提供する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-04-01T19:06:00Z) - Benchmarking adaptive variational quantum eigensolvers [63.277656713454284]
VQEとADAPT-VQEの精度をベンチマークし、電子基底状態とポテンシャルエネルギー曲線を計算する。
どちらの手法もエネルギーと基底状態の優れた推定値を提供する。
勾配に基づく最適化はより経済的であり、勾配のない類似シミュレーションよりも優れた性能を提供する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-11-02T19:52:04Z) - Efficient quantum circuits for quantum computational chemistry [0.0]
フェミオン励起を効率的に行う方法は、ノイズの多い中間スケール量子コンピュータ上での変分量子固有解法(VQE)の実現に不可欠である。
我々は、フェルミオン反可換関係を考慮しないクビット励起、励起を行う回路を実証する。
標準的な「CNOT$階段」を用いた回路と比較すると、回路はCNOT$ゲートの数を線形に減らすことができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-05-29T09:46:23Z) - Resource Efficient Chemistry on Quantum Computers with the Variational
Quantum Eigensolver and The Double Unitary Coupled-Cluster approach [0.0]
量子ビットの数は分子基底の大きさに比例して線形にスケールすることを示す。
我々は、相関効果を小さくする軌道空間に効果的にダウンフォールドさせるために、Double Unitary coupled-cluster (DUCC)法を用いる。
ダウンフォールディング法を用いて、適切に構築された実効ハミルトニアンは、小型の活性空間における全軌道空間の効果を捉えることができることを示した。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-04-16T15:59:15Z) - Hartree-Fock on a superconducting qubit quantum computer [30.152226344347064]
ここでは、12の量子ビット、78の2量子ビットゲート、114の1量子ビットゲートを含む、最も大きな化学の一連の量子シミュレーションを行う。
我々は、ジアゼンの異性化と同様に、$rm H_6$, $rm H_8$, $rm H_10$, $rm H_12$の結合エネルギーをモデル化する。
また,本実験の有効性を劇的に向上させる$N$-representabilityに基づく誤り軽減戦略を実証した。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-04-08T18:00:06Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。