論文の概要: Evaluating Ground State Energies of Chemical Systems with Low-Depth
Quantum Circuits and High Accuracy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.13960v1
- Date: Wed, 21 Feb 2024 17:45:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-22 14:18:54.782944
- Title: Evaluating Ground State Energies of Chemical Systems with Low-Depth
Quantum Circuits and High Accuracy
- Title（参考訳）: 低深さ量子回路と高精度化による化学系の基底状態エネルギー評価
- Authors: Shuo Sun, Chandan Kumar, Kevin Shen, Elvira Shishenina and Christian
B. Mendl
- Abstract要約: 我々は,Qubit Coupled Cluster (QCC) に基づく拡張型変分量子固有解器 (VQE) アンサッツを開発した。
我々は、IBM KolkataとQuantinuum H1-1の2つの異なる量子ハードウェア上で、拡張QCCアンサッツを評価する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.81054341190257
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Solving electronic structure problems is considered one of the most promising
applications of quantum computing. However, due to limitations imposed by the
coherence time of qubits in the Noisy Intermediate Scale Quantum (NISQ) era or
the capabilities of early fault-tolerant quantum devices, it is vital to design
algorithms with low-depth circuits. In this work, we develop an enhanced
Variational Quantum Eigensolver (VQE) ansatz based on the Qubit Coupled Cluster
(QCC) approach, which demands optimization over only $n$ parameters rather than
the usual $n+2m$ parameters, where $n$ represents the number of Pauli string
time evolution gates $e^{-itP}$, and $m$ is the number of qubits involved. We
evaluate the ground state energies of $\mathrm{O_3}$, $\mathrm{Li_4}$, and
$\mathrm{Cr_2}$, using CAS(2,2), (4,4) and (6,6) respectively in conjunction
with our enhanced QCC ansatz, UCCSD (Unitary Coupled Cluster Single Double)
ansatz, and canonical CCSD method as the active space solver, and compare with
CASCI results. Finally, we assess our enhanced QCC ansatz on two distinct
quantum hardware, IBM Kolkata and Quantinuum H1-1.
- Abstract（参考訳）: 電子構造問題の解法は、量子コンピューティングの最も有望な応用の1つと考えられている。
しかし、ノイズ中間スケール量子(NISQ)時代の量子ビットのコヒーレンス時間による制限や、初期のフォールトトレラント量子デバイスの能力により、低深さ回路でアルゴリズムを設計することが不可欠である。
本研究では,通常の$n+2m$ パラメータではなく$n$ パラメータの最適化を要求する qubit coupled cluster (qcc) に基づく拡張変分量子固有ソルバ (vqe) ansatz を開発し,$n$ は pauli 文字列時間発展ゲート $e^{-itp}$,$m$ は関連する qubit の数である。
そこで本研究では,cas(2,2), (4,4) および (6,6) を用いて, qcc ansatz, uccsd (unitary coupled cluster single double) ansatz, canonical ccsd 法をアクティブスペースソルバとして評価し, casci 法との比較を行った。
最後に,IBM KolkataとQuantinuum H1-1の2つの異なる量子ハードウェア上で,拡張QCCアンサッツの評価を行った。
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