論文の概要: Measurement Free Approach towards Dynamic Construction of a Shallow
Depth Ansatz for Molecular Energetics in Noisy Quantum Computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.09895v1
- Date: Thu, 16 Nov 2023 13:45:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-17 14:07:45.710257
- Title: Measurement Free Approach towards Dynamic Construction of a Shallow
Depth Ansatz for Molecular Energetics in Noisy Quantum Computers
- Title（参考訳）: 雑音量子コンピュータにおける分子エネルギーに対する浅部深度アンサッツの動的構築への自由測定手法
- Authors: Dipanjali Halder, Dibyendu Mondal, Rahul Maitra
- Abstract要約: 本稿では,テクティタブ・イニシアト多体理論に基づく新しいアンサッツ構築戦略を提案する。
アンザッツに付随する精度と量子複雑性は、予め定義された摂動順序によってのみ決定される。
我々は, アンサッツの精度, パラメータ数, 回路深さの両面において, 結合クラスタによるアンサッチよりも優れた性能を示すことを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Recent advances in quantum information and quantum science have inspired the
development of various compact dynamic structured ansatze that are expected to
be realizable in the Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) devices. However,
such ansatze construction strategies hitherto developed involve considerable
pre-circuit measurements, and thus they deviate significantly in NISQ platform
from their ideal structures. It is thus imperative that the usage of quantum
resources must be minimized while retaining the expressivity and dynamical
structure of the ansatz that can tailor itself depending on the degree of
strong correlation. We propose a novel ansatz construction strategy based on
the \textit{ab-initio} many-body perturbation theory that requires \textit{no}
pre-circuit measurement and thus it remains structurally unaffected by any
hardware noise. The accuracy and quantum complexity associated with the ansatz
are solely dictated by a pre-defined perturbative order as desired and hence
are tunable. Furthermore, the underlying perturbative structure of the ansatz
construction pipeline enables us to decompose any high-rank excitation that
appears in higher perturbative orders into various low-rank operators, and thus
keeps the execution gate-depth to its minimum. With a number of challenging
applications on strongly correlated system, we demonstrate that our ansatz
performs significantly better, both in terms of accuracy, parameter count and
circuit depth, in comparison to the allied unitary coupled cluster based
ansatze.
- Abstract（参考訳）: 量子情報と量子科学の最近の進歩は、ノイズ中間スケール量子(NISQ)デバイスで実現可能な、様々なコンパクトな動的構造化アンサツェの開発にインスピレーションを与えている。
しかし、このようなアンサーゼ造成戦略は、かなりの事前回路計測を伴い、NISQプラットフォームにおいて理想的な構造からかなり逸脱する。
したがって、強い相関の度合いに応じて自分自身を調整できるアンザッツの表現性と動的構造を維持しながら、量子資源の使用を最小化する必要がある。
本稿では,<textit{ab-initio}多体摂動理論に基づく新しいアンザッツ構成法を提案する。
ansatzに関連する精度と量子複雑性は、事前定義された摂動次数によってのみ決定され、従ってチューニング可能である。
さらに、アンザッツ構成パイプラインの基盤となる摂動構造により、高摂動順序で現れる高階励起を様々な低階演算子に分解し、実行ゲート深さを最小限に抑えることができる。
強相関系における多くの挑戦的な応用により,我々のansatzは,結合したユニタリ結合クラスタベースのansatzeと比較して,精度,パラメータ数,回路深さの点で有意に優れた性能を示す。
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