論文の概要: Symmetry-preserving and gate-efficient quantum circuits for quantum
chemistry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.09761v2
- Date: Thu, 11 Jan 2024 16:27:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-13 02:56:52.353144
- Title: Symmetry-preserving and gate-efficient quantum circuits for quantum
chemistry
- Title（参考訳）: 量子化学のための対称性保存とゲート効率量子回路
- Authors: Hugh G. A. Burton
- Abstract要約: 量子アルゴリズムは、量子デバイス上での電子状態の正確な表現を必要とする。
現在の近似は、化学的精度とゲート効率を組み合わせるのに苦労している。
本稿では, 化学的に正確な分子エネルギーを提供する, スピン対称性を保ち, ゲート効率のアンザッツについて述べる。
- 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: The ability of quantum computers to overcome the exponential memory scaling
of many-body problems is expected to transform quantum chemistry. Quantum
algorithms require accurate representations of electronic states on a quantum
device, but current approximations struggle to combine chemical accuracy and
gate-efficiency while preserving physical symmetries, and rely on
measurement-intensive adaptive methods that tailor the wave function ansatz to
each molecule. In this contribution, we present a spin-symmetry-preserving,
gate-efficient ansatz that provides chemically accurate molecular energies with
a well-defined circuit structure. Our approach exploits local qubit
connectivity, orbital optimisation, and connections with generalised valence
bond theory to maximise the accuracy that is obtained with shallow quantum
circuits. Numerical simulations for molecules with weak and strong electron
correlation, including benzene, water, and the singlet-triplet gap in
tetramethyleneethane, demonstrate that chemically accurate energies are
achieved with as much as 84% fewer two-qubit gates compared to the current
state-of-the-art. These advances pave the way for the next generation of
electronic structure approximations for future quantum computing.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータが多体問題の指数的メモリスケーリングを克服する能力は、量子化学を変革することが期待される。
量子アルゴリズムは量子デバイス上での電子状態の正確な表現を必要とするが、現在の近似は物理対称性を保ちながら化学的精度とゲート効率を組み合わせるのに苦労し、各分子に波動関数のアンザッツを調整する測定集約適応法に依存している。
そこで本研究では,化学的に高精度な分子エネルギーとよく定義された回路構造を提供するスピン対称性保存ゲート効率のansatzを提案する。
提案手法は、局所量子ビット接続、軌道最適化、一般化原子価結合理論との接続を利用して、浅い量子回路で得られる精度を最大化する。
ベンゼン、水、およびテトラメチレンエタン中の一重項三重項ギャップを含む弱い電子相関を持つ分子の数値シミュレーションにより、化学的に正確なエネルギーは、現在の状態よりも84%少ない2量子ビットゲートで達成されていることが示されている。
これらの進歩は、将来の量子コンピューティングのための次世代の電子構造近似の道を開く。
関連論文リスト
- Fast-forwarding molecular ground state preparation with optimal control
on analog quantum simulators [0.0]
電子動力学の最適制御は、化学的精度で分子基底状態を作成することができることを示す。
我々は、分子ハミルトニアンにすでに存在する相互作用の観点からのみ、分子進化の特定のパラメータ化を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-18T18:05:36Z) - Molecular Symmetry in VQE: A Dual Approach for Trapped-Ion Simulations
of Benzene [0.2624902795082451]
変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムと適切なアンサッツの併用による短期戦略のヒンジ。
我々は、複雑な化学シミュレーションの実現可能性を高めるために、トラップイオン量子デバイスに適したいくつかの回路最適化手法を用いる。
これらの手法はベンゼン分子シミュレーションに適用され、69個の2量子エンタングリング演算を持つ8量子回路の構築を可能にした。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-01T17:03:10Z) - 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) - Exact electronic states with shallow quantum circuits through global
optimisation [0.0]
量子コンピュータは、多電子問題の指数的スケーリングを克服することで、電子シミュレーションに革命をもたらすことを約束する。
ゲート効率・対称性保存型フェルミオン作用素から普遍波動関数を構成する。
我々のアルゴリズムは、強い電子相関を特徴とする量子シミュレーションの新しいパラダイムを定義することによって、最先端の状態を確実に前進させる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-30T20:03:11Z) - Recompilation-enhanced simulation of electron-phonon dynamics on IBM
Quantum computers [62.997667081978825]
小型電子フォノン系のゲートベース量子シミュレーションにおける絶対的資源コストについて考察する。
我々は、弱い電子-フォノン結合と強い電子-フォノン結合の両方のためのIBM量子ハードウェアの実験を行う。
デバイスノイズは大きいが、近似回路再コンパイルを用いることで、正確な対角化に匹敵する電流量子コンピュータ上で電子フォノンダイナミクスを得る。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-16T19:00:00Z) - Reducing circuit depth in adaptive variational quantum algorithms via
effective Hamiltonian theories [8.24048506727803]
我々は、有効ハミルトニアンを有限項で構成するために、励起作用素の線型結合の積の形での新しい変換を導入する。
この新しい変換で定義される有効ハミルトニアンは、定数サイズの量子回路を維持するために適応変分量子アルゴリズムに組み込まれる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-23T09:38:46Z) - 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) - Circuit Symmetry Verification Mitigates Quantum-Domain Impairments [69.33243249411113]
本稿では,量子状態の知識を必要とせず,量子回路の可換性を検証する回路指向対称性検証を提案する。
特に、従来の量子領域形式を回路指向安定化器に一般化するフーリエ時間安定化器(STS)手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-27T21:15:35Z) - Quantum-Classical Hybrid Algorithm for the Simulation of All-Electron
Correlation [58.720142291102135]
本稿では、分子の全電子エネルギーと古典的コンピュータ上の特性を計算できる新しいハイブリッド古典的アルゴリズムを提案する。
本稿では,現在利用可能な量子コンピュータ上で,化学的に関連性のある結果と精度を実現する量子古典ハイブリッドアルゴリズムの能力を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-22T18:00:00Z) - 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) - Gate-free state preparation for fast variational quantum eigensolver
simulations: ctrl-VQE [0.0]
VQEは現在、短期量子コンピュータ上で電子構造問題を解決するためのフラッグシップアルゴリズムである。
本稿では、状態準備に使用される量子回路を完全に取り除き、量子制御ルーチンに置き換える代替アルゴリズムを提案する。
VQEと同様に、最適化された目的関数は、量子ビットマップされた分子ハミルトニアンの期待値である。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-10T17:53:09Z)
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。