論文の概要: Simulating electronic structure on bosonic quantum computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.10222v4
• Date: Fri, 10 Jan 2025 19:18:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-14 14:23:54.193708
• Title: Simulating electronic structure on bosonic quantum computers
• Title（参考訳）: ボゾン量子コンピュータにおける電子構造シミュレーション
• Authors: Rishab Dutta, Nam P. Vu, Chuzhi Xu, Delmar G. A. Cabral, Ningyi Lyu, Alexander V. Soudackov, Xiaohan Dan, Haote Li, Chen Wang, Victor S. Batista,
• Abstract要約: 電子ハミルトニアンを、ボゾン量子デバイス上で解ける擬似ボゾン問題にマッピングする方法を提案する。 この研究は、多くのフェルミオン系をシミュレートする新しい経路を確立し、ハイブリッド量子ビット量子デバイスの可能性を強調する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 34.84696943963362
• License:
• Abstract: Quantum harmonic oscillators, or qumodes, provide a promising and versatile framework for quantum computing. Unlike qubits, which are limited to two discrete levels, qumodes have an infinite-dimensional Hilbert space, making them well-suited for a wide range of quantum simulations. In this work, we focus on the molecular electronic structure problem. We propose an approach to map the electronic Hamiltonian into a qumode bosonic problem that can be solved on bosonic quantum devices using the variational quantum eigensolver (VQE). Our approach is demonstrated through the computation of ground potential energy surfaces for benchmark model systems, including H$_2$ and the linear H$_4$ molecule. The preparation of trial qumode states and the computation of expectation values leverage universal ansatzes based on the echoed conditional displacement (ECD), or the selective number-dependent arbitrary phase (SNAP) operations. These techniques are compatible with circuit quantum electrodynamics (cQED) platforms, where microwave resonators coupled to superconducting transmon qubits can offer an efficient hardware realization. This work establishes a new pathway for simulating many-fermion systems, highlighting the potential of hybrid qubit-qumode quantum devices in advancing quantum computational chemistry.
• Abstract（参考訳）: 量子調和振動子(qumodes)は量子コンピューティングのための有望で汎用的なフレームワークを提供する。 2つの離散レベルに制限されるキュービットとは異なり、キューモードは無限次元ヒルベルト空間を持ち、幅広い量子シミュレーションに適している。 本研究では分子電子構造問題に焦点をあてる。 本稿では,電子ハミルトニアンを量子固有解器(VQE)を用いてボソニック量子デバイス上で解くことのできる量子ボソニック問題にマッピングする方法を提案する。 提案手法は,H$_2$および線形H$_4$分子を含むベンチマークモデル系の基底ポテンシャルエネルギー面の計算によって実証される。 試行キューモード状態の作成と期待値の計算は、エコー条件変位(ECD)または選択数依存任意位相(SNAP)演算に基づいて普遍的アンサテイズを利用する。 これらの技術は回路量子力学(cQED)プラットフォームと互換性があり、超伝導トランスモン量子ビットに結合したマイクロ波共振器は効率的なハードウェアの実現を可能にする。 この研究は、多くのフェルミオン系をシミュレートする新しい経路を確立し、量子計算化学の進歩におけるハイブリッド量子ビット量子デバイスの可能性を強調した。

関連論文リスト

• Quantum Equilibrium Propagation for efficient training of quantum systems based on Onsager reciprocity [0.0]
  平衡伝播(Equilibrium propagation、EP)は、平衡に緩和する古典的なエネルギーモデルに導入され応用された手順である。 ここでは、EPとOnsagerの相互性を直接接続し、これを利用してEPの量子バージョンを導出する。 これは任意の量子系の可観測物の期待値に依存する損失関数の最適化に使うことができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-10T17:22:09Z)
• Parallel Quantum Computing Simulations via Quantum Accelerator Platform Virtualization [44.99833362998488]
  本稿では,量子回路実行の並列化モデルを提案する。 このモデルはバックエンドに依存しない機能を利用することができ、任意のターゲットバックエンド上で並列量子回路の実行を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-05T17:16:07Z)
• Simulating Chemistry on Bosonic Quantum Devices [30.89742280590898]
  ボソニック量子デバイスは、量子計算を実現するための新しいアプローチを提供する。 我々は、幅広い化学問題に対処するためにボソニック量子デバイスを用いた最近の進歩と将来の可能性についてレビューする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-16T01:54:50Z)
• Verifiably Exact Solution of the Electronic Schr\"odinger Equation on Quantum Devices [0.0]
  我々は多電子シュル「オーディンガー方程式」の真正解を求めるアルゴリズムを提案する。 量子シミュレータと雑音量子コンピュータの両方でアルゴリズムを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-01T19:00:00Z)
• Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate Landau-Zener model [50.591267188664666]
  本研究では,Landau-Zenerモデルにおける過渡ダイナミクスを,Landau-Zener速度の関数として検討する。 我々の実験は、工学的なボソニックモードスペクトルに結合した量子ビットを用いたより複雑なシミュレーションの道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-26T15:04:11Z)
• Recompilation-enhanced simulation of electron-phonon dynamics on IBM Quantum computers [62.997667081978825]
  小型電子フォノン系のゲートベース量子シミュレーションにおける絶対的資源コストについて考察する。 我々は、弱い電子-フォノン結合と強い電子-フォノン結合の両方のためのIBM量子ハードウェアの実験を行う。 デバイスノイズは大きいが、近似回路再コンパイルを用いることで、正確な対角化に匹敵する電流量子コンピュータ上で電子フォノンダイナミクスを得る。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-16T19:00:00Z)
• Coarse grained intermolecular interactions on quantum processors [0.0]
  我々は、弱い相互作用する分子の基底状態を決定するのに理想的な電子応答の粗い粒度の表現を開発する。 本手法はIBM超伝導量子プロセッサ上で実証する。 我々は、現在の世代の量子ハードウェアは、弱い拘束力を持つが、それでも化学的にユビキタスで生物学的に重要な体制でエネルギーを探索することができると結論付けている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-03T09:56:47Z)
• Variational Quantum Eigensolver for SU($N$) Fermions [0.0]
  変分量子アルゴリズムは、ノイズの多い中間スケール量子コンピュータのパワーを活用することを目的としている。 変分量子固有解法を$N$成分フェルミオンの基底状態特性の研究に応用する。 提案手法は,多体系の電流ベース量子シミュレータの基礎を定式化したものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-29T16:39:30Z)
• Tensor Network Quantum Virtual Machine for Simulating Quantum Circuits at Exascale [57.84751206630535]
  本稿では,E-scale ACCelerator(XACC)フレームワークにおける量子回路シミュレーションバックエンドとして機能する量子仮想マシン(TNQVM)の近代化版を提案する。 新バージョンは汎用的でスケーラブルなネットワーク処理ライブラリであるExaTNをベースにしており、複数の量子回路シミュレータを提供している。 ポータブルなXACC量子プロセッサとスケーラブルなExaTNバックエンドを組み合わせることで、ラップトップから将来のエクサスケールプラットフォームにスケール可能なエンドツーエンドの仮想開発環境を導入します。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-21T13:26:42Z)
• Entanglement generation via power-of-SWAP operations between dynamic electron-spin qubits [62.997667081978825]
  表面音響波(SAW)は、圧電材料内で動く量子ドットを生成することができる。 動的量子ドット上の電子スピン量子ビットがどのように絡み合うかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-15T19:00:01Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。