論文の概要: Sparse Simulation of VQE Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.10047v2
• Date: Wed, 26 Feb 2025 15:17:29 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-27 15:24:45.937856
• Title: Sparse Simulation of VQE Circuits
• Title（参考訳）: VQE回路のスパースシミュレーション
• Authors: Damian S. Steiger, Thomas Häner, Scott N. Genin, Helmut G. Katzgraber,
• Abstract要約: Variational Quantum Eigensolver (VQE) は将来のノイズ中間量子(NISQ)デバイスのための有望なアルゴリズムである。 本稿では,イテレーティブなQubit Coupled Cluster (iQCC) アンサッツの古典的シミュレーションについて考察する。
• 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 Variational Quantum Eigensolver (VQE) is a promising algorithm for future Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) devices to simulate chemical systems. In this paper, we consider the classical simulation of the iterative Qubit Coupled Cluster (iQCC) ansatz. To this end, we implement a multi-threaded sparse wave function simulator and simulate iQCC circuits with up to 80 qubits and 980 entanglers to compare our results to experimental values and previous approximate simulations. In contrast to previous iQCC simulations, e.g., for computing the emission spectra of a phosphorescent emitting material, our approach features a variational guarantee, such that the resulting energies are true upper bounds on the exact energies. Additionally, our method is two orders of magnitude more memory efficient because it does not store the transformed Hamiltonians. Our theoretical analysis also enables the construction of ans\"atze with a limited number of nonzero amplitudes, for which our simulator can obtain exact results.This will allow one to generate complex benchmarking instances for future NISQ devices and simulators.
• Abstract（参考訳）: 変分量子固有解法(VQE)は、化学系をシミュレートする将来のノイズ中間量子(NISQ)デバイスのための有望なアルゴリズムである。 本稿では,イテレーティブなQubit Coupled Cluster (iQCC) アンサッツの古典的シミュレーションについて考察する。 この目的のために,マルチスレッドスパース波動関数シミュレータを実装し,最大80キュービットおよび980アンタングルのiQCC回路をシミュレートし,実験値と過去の近似シミュレーションとの比較を行った。 蛍光発光材料の発光スペクトルを計算するための従来のiQCCシミュレーションとは対照的に, 本手法では, 得られたエネルギーが真のエネルギー上界となるような変動保証を特徴とする。 さらに、変換されたハミルトニアンを格納しないため、2桁のメモリ効率が向上する。 また,理論解析により,非ゼロ振幅の少ないアンスアッツの構成が可能となり,シミュレータが正確な結果を得ることができる。これにより,将来のNISQデバイスやシミュレータの複雑なベンチマークインスタンスを生成することができる。

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