論文の概要: Classical and quantum cost of measurement strategies for
quantum-enhanced auxiliary field Quantum Monte Carlo
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.09872v1
- Date: Fri, 15 Dec 2023 15:18:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-18 15:18:50.638494
- Title: Classical and quantum cost of measurement strategies for
quantum-enhanced auxiliary field Quantum Monte Carlo
- Title(参考訳): 量子拡大型補助場量子モンテカルロの測定戦略の古典的および量子的コスト
- Authors: Matthew Kiser, Anna Schroeder, Gian-Luca R. Anselmetti, Chandan Kumar,
Nikolaj Moll, Michael Streif, Davide Vodola
- Abstract要約: 補助場量子モンテカルロ(QC-AFQMC)は、量子コンピュータからの出力を使用して、古典的な量子コンピュータの精度を高める。
本稿では,このアルゴリズムの適用性について,量子コンピュータから要求される測定数と,これらの測定を後処理する古典的コストの観点から検討する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.5065994263445293
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum-enhanced auxiliary field quantum Monte Carlo (QC-AFQMC) uses output
from a quantum computer to increase the accuracy of its classical counterpart.
The algorithm requires the estimation of overlaps between walker states and a
trial wavefunction prepared on the quantum computer. We study the applicability
of this algorithm in terms of the number of measurements required from the
quantum computer and the classical costs of post-processing those measurements.
We compare the classical post-processing costs of state-of-the-art measurement
schemes using classical shadows to determine the overlaps and argue that the
overall post-processing cost stemming from overlap estimations scales like
$\mathcal{O}(N^9)$ per walker throughout the algorithm. With further numerical
simulations, we compare the variance behavior of the classical shadows when
randomizing over different ensembles, e.g., Cliffords and (particle-number
restricted) matchgates beyond their respective bounds, and uncover the
existence of covariances between overlap estimations of the AFQMC walkers at
different imaginary time steps. Moreover, we include analyses of how the error
in the overlap estimation propagates into the AFQMC energy and discuss its
scaling when increasing the system size.
- Abstract(参考訳): qc-afqmc (quantum-enhanced auxiliary field quantum monte carlo) は量子コンピュータからの出力を用いて、古典的コンピュータの精度を高める。
このアルゴリズムは、ウォーカー状態と量子コンピュータ上に作成された試行波動関数の重なりを推定する必要がある。
本稿では,このアルゴリズムの適用性について,量子コンピュータから要求される測定数と,これらの測定を後処理する古典的コストの観点から検討する。
古典的シャドウを用いた最先端計測手法の古典的後処理コストを比較して重なりを判定し,各ウォーカーあたり$\mathcal{o}(n^9)$のような重なり推定スケールから生じる後処理コストをアルゴリズム全体で議論する。
さらに数値シミュレーションにより,異なるアンサンブル,例えばクリフォードや(粒子数制限された)マッチゲート上でランダム化する場合の古典的影の分散挙動を比較し,異なる時間ステップにおけるAFQMC歩行者の重なり推定間の共分散の存在を明らかにする。
さらに,重畳推定における誤差がAFQMCエネルギーにどのように伝播するかを解析し,システムサイズを増大させる際のスケーリングについて議論する。
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