論文の概要: Quantum Tunneling: From Theory to Error-Mitigated Quantum Simulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.07034v1
• Date: Wed, 10 Apr 2024 14:27:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-11 14:21:12.225396
• Title: Quantum Tunneling: From Theory to Error-Mitigated Quantum Simulation
• Title（参考訳）: 量子トンネル:理論から誤り最小化量子シミュレーションへ
• Authors: Sorana Catrina, Alexandra Băicoianu,
• Abstract要約: 本研究では,量子トンネルシミュレーションの理論的背景とハードウェア対応回路の実装について述べる。 我々は、ハードウェアのアンダーユース化問題を解決するために、ZNEとREM(エラー軽減技術)と量子チップのマルチプログラミングを使用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 49.1574468325115
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Ever since the discussions about a possible quantum computer arised, quantum simulations have been at the forefront of possible utilities and the task of quantum simulations is one that promises quantum advantage. In recent years, simulations of large molecules through VQE or dynamics of many-body spin Hamiltonians may be possible, and even able to achieve useful results with the use of error mitigation techniques. Simulating smaller models is also important, and currently, in the NISQ (Noisy intermediate-scale quantum) era, it is easier and less prone to errors. This current study encompasses the theoretical background and the hardware aware circuit implementation of a quantum tunneling simulation. Specifically, this study presents the theoretical background needed for such implementation and highlights the main steps of development. Building on classic approaches of quantum tunneling simulations, this study improves the result of such simulations by employing error mitigation techniques (ZNE and REM) and uses them in conjunction with multiprogramming of the quantum chip for solving the hardware under-utilization problem that arises in such contexts. Moreover, we highlight the need for hardware-aware circuit implementations and discuss these considerations in detail to give an end-to-end workflow overview of quantum simulations.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータに関する議論が生まれて以来、量子シミュレーションは可能性の最前線にあり、量子シミュレーションの課題は量子上の利点を約束するものである。 近年では、VQEによる大きな分子のシミュレーションや、多体スピンハミルトニアンの動力学のシミュレーションが可能であり、誤り軽減技術を用いて有用な結果を得ることができる。 より小さなモデルをシミュレートすることも重要であり、現在、NISQ(ノイズ中間スケール量子)時代には、エラーがより容易で少ない。 本研究は,量子トンネルシミュレーションの理論的背景とハードウェア対応回路の実装を含む。 具体的には、そのような実装に必要な理論的背景を示し、開発の主要なステップを強調した。 本研究は, 量子トンネルシミュレーションの古典的手法を基礎として, 誤差緩和技術(ZNE, REM)を用いてシミュレーション結果を改良し, 量子チップのマルチプログラミングと組み合わせて, このような文脈で発生するハードウェアアンダーユースライズ問題の解法を提案する。 さらに、ハードウェア対応回路の実装の必要性を強調し、量子シミュレーションのエンドツーエンドのワークフロー概要を提供するために、これらの考察を詳細に議論する。

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