論文の概要: A circuit-generated quantum subspace algorithm for the variational quantum eigensolver
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.06534v2
- Date: Tue, 22 Oct 2024 13:16:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-23 14:24:52.696922
- Title: A circuit-generated quantum subspace algorithm for the variational quantum eigensolver
- Title（参考訳）: 変分量子固有解法のための回路生成量子部分空間アルゴリズム
- Authors: Mark R. Hirsbrunner, J. Wayne Mullinax, Yizhi Shen, David B. Williams-Young, Katherine Klymko, Roel Van Beeumen, Norm M. Tubman,
- Abstract要約: 本稿では,変分量子固有解法(VQE)と量子部分空間技術の組み合わせを提案する。
本手法では,パラメータ化量子回路を,より小さなサブ回路に分割する。
これらのサブ回路を初期状態に順次適用すると、量子部分空間として使用する一連の波動関数が生成され、高精度な基底状態エネルギーが得られる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Recent research has shown that wavefunction evolution in real- and imaginary-time can generate quantum subspaces with significant utility for obtaining accurate ground state energies. Inspired by these methods, we propose combining quantum subspace techniques with the variational quantum eigensolver (VQE). In our approach, the parameterized quantum circuit is divided into a series of smaller subcircuits. The sequential application of these subcircuits to an initial state generates a set of wavefunctions that we use as a quantum subspace to obtain high-accuracy groundstate energies. We call this technique the circuit subspace variational quantum eigensolver (CSVQE) algorithm. By benchmarking CSVQE on a range of quantum chemistry problems, we show that it can achieve significant error reduction in the best case compared to conventional VQE, particularly for poorly optimized circuits, greatly improving convergence rates. Furthermore, we demonstrate that when applied to circuits trapped at a local minima, CSVQE can produce energies close to the global minimum of the energy landscape, making it a potentially powerful tool for diagnosing local minima.
- Abstract（参考訳）: 近年の研究では、実時間と虚時間における波動関数の進化は、正確な基底エネルギーを得るのに有用な量子部分空間を生成することが示されている。
これらの手法に着想を得て,変分量子固有解法(VQE)と量子部分空間技術を組み合わせることを提案する。
本手法では,パラメータ化量子回路を,より小さなサブ回路に分割する。
これらのサブ回路を初期状態に順次適用すると、量子部分空間として使用する一連の波動関数が生成され、高精度な基底状態エネルギーが得られる。
この手法を回路部分空間変動量子固有解法 (CSVQE) アルゴリズムと呼ぶ。
CSVQEを様々な量子化学問題でベンチマークすることにより、従来のVQEと比較して、特に最適化の不十分な回路において、最高のケースで大幅なエラー低減を実現し、収束率を大幅に向上させることができることを示す。
さらに、局所的なミニマに閉じ込められた回路に適用すると、CSVQEはエネルギーランドスケープの世界最小値に近いエネルギーを発生させ、局所的なミニマを診断するための潜在的に強力なツールとなることを実証した。
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