論文の概要: Deterministic Ans\"atze for the Measurement-based Variational Quantum
Eigensolver
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.13241v1
- Date: Wed, 20 Dec 2023 18:08:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-21 14:27:14.948357
- Title: Deterministic Ans\"atze for the Measurement-based Variational Quantum
Eigensolver
- Title(参考訳): 測定に基づく変分量子固有解法のための決定論的Ans\
- Authors: Anna Schroeder, Matthias Heller, Mariami Gachechiladze
- Abstract要約: 本研究は、決定論を尊重するMBVQE-ans(英語版)を導入し、広く使われている問題に依存しないハードウェア効率のVQEアンサッツに類似する。
本研究は, サンプリングコストの増大を犠牲にして, 適応的な測定により決定性を確保することよりも, ポストセレクションにより決定性が向上することを見出した。
本稿では,ヘックス接続性の高いハードウェア上で,資源状態,特にクラスタ状態の効率的なMBQCインスパイア手法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Measurement-based quantum computing (MBQC) is a promising approach to
reducing circuit depth in noisy intermediate-scale quantum algorithms such as
the Variational Quantum Eigensolver (VQE). Unlike gate-based computing, MBQC
employs local measurements on a preprepared resource state, offering a
trade-off between circuit depth and qubit count. Ensuring determinism is
crucial to MBQC, particularly in the VQE context, as a lack of flow in
measurement patterns leads to evaluating the cost function at irrelevant
locations. This study introduces MBVQE-ans\"atze that respect determinism and
resemble the widely used problem-agnostic hardware-efficient VQE ansatz. We
evaluate our approach using ideal simulations on the Schwinger Hamiltonian and
$XY$-model and perform experiments on IBM hardware with an adaptive measurement
capability. In our use case, we find that ensuring determinism works better via
postselection than by adaptive measurements at the expense of increased
sampling cost. Additionally, we propose an efficient MBQC-inspired method to
prepare the resource state, specifically the cluster state, on hardware with
heavy-hex connectivity, requiring a single measurement round, and implement
this scheme on quantum computers with $27$ and $127$ qubits. We observe notable
improvements for larger cluster states, although direct gate-based
implementation achieves higher fidelity for smaller instances.
- Abstract(参考訳): 測定に基づく量子コンピューティング(mbqc)は、変分量子固有解法(vqe)のようなノイズの多い中間スケール量子アルゴリズムにおける回路の深さを減らすための有望な手法である。
ゲートベースの計算とは異なり、MBQCは準備済みのリソース状態の局所的な測定を採用し、回路深さとキュービット数とのトレードオフを提供する。
決定論の確立はMBQC、特にVQEの文脈において重要であり、測定パターンのフローの欠如により、無関係な場所でのコスト関数の評価に繋がる。
本研究は、決定論を尊重するMBVQE-ans\atzeを導入し、広く使われている問題に依存しないハードウェア効率のVQEアンサッツに類似する。
schwinger hamiltonian と $xy$-model の理想的なシミュレーションを用いて本手法を評価し,適応計測機能を備えた ibm ハードウェア上で実験を行った。
本症例では, サンプリングコストの増大を犠牲にして, 適応的な測定により決定性を確保する方が, ポストセレクションにより有効であることがわかった。
さらに,ヘビーヘックス接続のあるハードウェア上で,資源状態,特にクラスタ状態,単一の計測ラウンドを必要とする効率的なmbqcインスパイアされた手法を提案し,27$と127$ qubitsの量子コンピュータ上で実装する。
我々は,より大規模なクラスタ状態に対する顕著な改善を観察するが,直接ゲートベースの実装はより小さなインスタンスに対して高い忠実性を実現する。
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