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/2312.09872v2
- Date: Wed, 20 Mar 2024 09:37:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-21 21:58:15.406741
- 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）: 1.444389282193381
- 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）: 量子強化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、古典的な量子場の精度を高める。
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。
古典的シャドーを用いた最先端計測方式の古典的後処理コストを比較して、オーバーラップを判定し、オーバーラップ推定から生じる全体的な後処理コストは、アルゴリズム全体を通して$\mathcal{O}(N^9)$のようにスケールすると主張した。
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,および(粒子数が制限された)マッチゲートを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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