論文の概要: Noise-independent Route towards the Genesis of a COMPACT Ansatz for Molecular Energetics: a Dynamic Approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.09895v2
- Date: Fri, 15 Mar 2024 06:13:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-18 23:12:35.476845
- Title: Noise-independent Route towards the Genesis of a COMPACT Ansatz for Molecular Energetics: a Dynamic Approach
- Title（参考訳）: 分子エネルギーに対するコンパクアンザッツ生成へのノイズ非依存経路-動的アプローチ
- Authors: Dipanjali Halder, Dibyendu Mondal, Rahul Maitra,
- Abstract要約: 本稿では,多体摂動理論に基づく新しいアンザ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, 連成クラスタベースのアンサッツと比較して, より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 ans\"{a}tze that are expected to be realizable in the Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) devices. However, such ans\"{a}tze construction strategies hitherto developed involve considerable measurements, and thus they deviate significantly in NISQ platform from their ideal structures. Therefore, it is imperative that the usage of quantum resources must be minimized while retaining the expressivity and dynamical structure of the ansatz that can adapt itself depending on the degree of 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 the product of various low-rank operators, and it thus keeps the execution gate-depth to its minimum. With a number of challenging applications on strongly correlated systems, 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 ans\"{a}tze.
- 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であると期待される様々なコンパクトな動的構造化 ans\"{a}tze の開発にインスピレーションを与えている。
しかし、そのようなアンス・{a}tze 構成戦略が発達したヒッヘルトは、かなりの測度を持つため、それらの理想構造から NISQ プラットフォームにおいて著しく逸脱する。
したがって、量子資源の使用は、相関の度合いに応じてそれ自体を適応できるアンザッツの表現性と動的構造を維持しつつ、最小化されなければならない。
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。
アンザッツに付随する精度と量子複雑性は、所望の摂動順序によってのみ予測され、従ってチューナブルである。
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は、高摂動順序で現れる高階励起を様々な低階作用素の積に分解することができ、これにより、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、我々のアンサッツは、アライアンス・ユニタリ結合クラスタ・ベースである ans\{a}tze と比較して、精度、パラメータ数、回路深さの両面で、はるかに優れた性能を示すことを示す。
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