論文の概要: Arbitrary Ground State Observables from Quantum Computed Moments

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.06975v1
• Date: Tue, 12 Dec 2023 04:29:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-13 17:24:16.589184
• Title: Arbitrary Ground State Observables from Quantum Computed Moments
• Title（参考訳）: 量子計算モーメントからの任意基底状態観測
• Authors: Harish J. Vallury and Lloyd C. L. Hollenberg
• Abstract要約: 我々は、量子系の任意の基底状態観測可能量を推定するために量子計算モーメント(QCM)法を拡張した。 ハイゼンベルクモデルの基底状態磁化とスピンスピン相関を決定するためにQCMを用いた予備的な結果を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The determination of ground state properties of quantum systems is a fundamental problem in physics and chemistry, and is considered a key application of quantum computers. A common approach is to prepare a trial ground state on the quantum computer and measure observables such as energy, but this is often limited by hardware constraints that prevent an accurate description of the target ground state. The quantum computed moments (QCM) method has proven to be remarkably useful in estimating the ground state energy of a system by computing Hamiltonian moments with respect to a suboptimal or noisy trial state. In this paper, we extend the QCM method to estimate arbitrary ground state observables of quantum systems. We present preliminary results of using QCM to determine the ground state magnetisation and spin-spin correlations of the Heisenberg model in its various forms. Our findings validate the well-established advantage of QCM over existing methods in handling suboptimal trial states and noise, extend its applicability to the estimation of more general ground state properties, and demonstrate its practical potential for solving a wide range of problems on near-term quantum hardware.
• Abstract（参考訳）: 量子系の基底状態特性の決定は物理学と化学の基本的な問題であり、量子コンピュータの重要な応用と考えられている。 一般的なアプローチは、量子コンピュータ上で試行的な基底状態を作成し、エネルギーなどの可観測性を測定することであるが、ターゲットの基底状態を正確に記述できないハードウェアの制約によって制限されることが多い。 量子計算モーメント(QCM)法は、準最適またはノイズのある試行状態に関するハミルトンモーメントを計算することにより、システムの基底状態エネルギーを推定するのに極めて有用であることが証明されている。 本稿では,量子システムの任意の基底状態観測可能量を推定するためにqcm法を拡張する。 本稿では, ハイゼンベルク模型の基底状態の磁化とスピンスピン相関をQCMを用いて決定するための予備的な結果を示す。 本研究は,サブオプティカルトライアル状態とノイズの処理におけるqcmの既定の利点を検証し,より一般的な基底状態特性の推定への適用性を拡張し,近い将来の量子ハードウェア上での幅広い問題を解決するための実用的可能性を示す。

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