論文の概要: Towards Efficient Quantum Computing for Quantum Chemistry: Reducing
Circuit Complexity with Transcorrelated and Adaptive Ansatz Techniques
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.16659v1
- Date: Mon, 26 Feb 2024 15:31:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-28 20:22:30.985672
- Title: Towards Efficient Quantum Computing for Quantum Chemistry: Reducing
Circuit Complexity with Transcorrelated and Adaptive Ansatz Techniques
- Title（参考訳）: 量子化学の効率的な量子コンピューティングを目指して:トランスコラートおよび適応アンザッツ法による回路複雑度低減
- Authors: Erika Magnusson, Aaron Fitzpatrick, Stefan Knecht, Martin Rahm, Werner
Dobrautz
- Abstract要約: この研究は、Transcorrelated (TC) アプローチと適応量子アンゼの併用による回路深さの低減方法を示す。
本研究は, 適応型アンサーゼとTC法を組み合わせることで, 小型, 耐雑音性, 容易に最適化できる量子回路が得られることを示す。
- 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 near-term utility of quantum computers is hindered by hardware
constraints in the form of noise. One path to achieving noise resilience in
hybrid quantum algorithms is to decrease the required circuit depth -- the
number of applied gates -- to solve a given problem. This work demonstrates how
to reduce circuit depth by combining the transcorrelated (TC) approach with
adaptive quantum ans\"atze and their implementations in the context of
variational quantum imaginary time evolution (AVQITE). The combined TC-AVQITE
method is used to calculate ground state energies across the potential energy
surfaces of H$_4$, LiH, and H$_2$O. In particular, H$_4$ is a notoriously
difficult case where unitary coupled cluster theory, including singles and
doubles excitations, fails to provide accurate results. Adding TC yields
energies close to the complete basis set (CBS) limit while reducing the number
of necessary operators -- and thus circuit depth -- in the adaptive ans\"atze.
The reduced circuit depth furthermore makes our algorithm more noise-resilient
and accelerates convergence. Our study demonstrates that combining the TC
method with adaptive ans\"atze yields compact, noise-resilient, and
easy-to-optimize quantum circuits that yield accurate quantum chemistry results
close to the CBS limit.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータの短期的有用性は、ノイズの形でハードウェアの制約によって妨げられる。
ハイブリッド量子アルゴリズムにおけるノイズレジリエンスを達成する1つの道は、与えられた問題を解決するために必要な回路深度(ゲートの数)を減らすことである。
本研究は,変分量子想像時間進化(AVQITE)の文脈において,トランスコリックス(TC)アプローチと適応量子アンセアゼとその実装を組み合わせることで回路深さを低減する方法を示す。
組み合わせたTC-AVQITE法は、H$_4$, LiH, H$_2$Oのポテンシャルエネルギー面における基底状態エネルギーを計算するために用いられる。
特に、H$_4$は単体や二重励起を含む一元結合クラスタ理論が正確な結果を与えることができないという非常に難しいケースである。
tcを付加すると、適応ans\"atzeにおいて必要な演算子の数と回路深度を削減しながら、完全基底集合(cbs)の限界に近いエネルギーが得られる。
さらに,回路深度の低減によりノイズ耐性が向上し,収束が促進される。
本研究は, 適応型 ans\atze とTC 法を組み合わせることで, CBS 限界に近い精度の量子化学結果が得られる小型, 耐雑音性, 最適化容易な量子回路が得られることを示す。
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