論文の概要: Projective Quantum Eigensolver via Adiabatically Decoupled Subsystem
Evolution: a Resource Efficient Approach to Molecular Energetics in Noisy
Quantum Computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.08519v1
- Date: Wed, 13 Mar 2024 13:27:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-14 14:10:58.121912
- Title: Projective Quantum Eigensolver via Adiabatically Decoupled Subsystem
Evolution: a Resource Efficient Approach to Molecular Energetics in Noisy
Quantum Computers
- Title(参考訳): Adiabatically Decoupled Subsystem による射影量子固有解法
進化: 騒音における分子エネルギー学への資源効率の良いアプローチ
量子コンピュータ
- Authors: Chayan Patra, Sonaldeep Halder, Rahul Maitra
- Abstract要約: 我々は,ノイズ中間スケール量子(NISQ)ハードウェアを用いて,分子系の基底状態エネルギーを正確に計算することを目的とした射影形式を開発した。
本研究では,将来の耐故障システムにおいて,必要な精度を同時に確保しながら,ノイズ下での優れた性能を示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum computers hold immense potential in the field of chemistry, ushering
new frontiers to solve complex many body problems that are beyond the reach of
classical computers. However, noise in the current quantum hardware limits
their applicability to large chemical systems. This work encompasses the
development of a projective formalism that aims to compute ground-state
energies of molecular systems accurately using Noisy Intermediate Scale Quantum
(NISQ) hardware in a resource efficient manner. Our approach is reliant upon
the formulation of a bipartitely decoupled parameterized ansatz within the
disentangled unitary coupled cluster (dUCC) framework based on the principles
of synergetics. Such decoupling emulates the total parameter optimization in a
lower dimensional manifold, while a mutual synergistic relationship among the
parameters is exploited to ensure characteristic accuracy. Without any
pre-circuit measurements, our method leads to a highly compact fixed-depth
ansatz with shallower circuits and fewer expectation value evaluations. Through
analytical and numerical demonstrations, we demonstrate the method's superior
performance under noise while concurrently ensuring requisite accuracy in
future fault-tolerant systems. This approach enables rapid exploration of
emerging chemical spaces by efficient utilization of near-term quantum hardware
resources.
- Abstract(参考訳): 量子コンピュータは化学の分野で大きな可能性を秘めており、古典的なコンピュータの範囲を超える複雑な多くの身体問題を解くために新しいフロンティアを開拓している。
しかし、現在の量子ハードウェアのノイズは、大きな化学系に適用性を制限する。
この研究は、ノイズ中間スケール量子(NISQ)ハードウェアを用いて分子系の基底状態エネルギーを資源効率よく正確に計算することを目的とした射影形式の開発を含む。
本手法は, 連接型ユニタリ結合クラスタ(dUCC)フレームワークにおいて, 連接型パラメータ化アンサッツの定式化に依存している。
このようなデカップリングは、低次元多様体における全パラメータ最適化をエミュレートし、パラメータ間の相互相乗関係を利用して特性精度を確保する。
回路前測定を行なわずに、より浅い回路と期待値の少ないよりコンパクトな固定深度アンサッツを導出する。
解析的および数値的な実演を通して,将来の耐故障システムにおいて必要な精度を確保しつつ,ノイズ下での手法の優れた性能を実証する。
このアプローチは、短期量子ハードウェア資源の効率的な利用により、出現する化学空間の迅速な探索を可能にする。
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