論文の概要: Relativistic VQE calculations of molecular electric dipole moments on trapped ion quantum hardware
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.04992v2
- Date: Sun, 15 Sep 2024 13:12:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-18 01:55:54.520193
- Title: Relativistic VQE calculations of molecular electric dipole moments on trapped ion quantum hardware
- Title（参考訳）: イオントラップ量子ハードウェア上の分子電気双極子モーメントの相対論的VQE計算
- Authors: Palak Chawla, Shweta, K. R. Swain, Tushti Patel, Renu Bala, Disha Shetty, Kenji Sugisaki, Sudhindu Bikash Mandal, Jordi Riu, Jan Nogue, V. S. Prasannaa, B. P. Das,
- Abstract要約: 本研究では,従来のコンピュータ上でのBeH分子とRaH分子の永久電気双極子モーメント(PDM)を計算するために,高精度な18量子相対論的VQEシミュレーションを提案する。
本稿では,ZX-Calculusルーチンを保存するための強化学習や因果フロー,エラー軽減,選択後のテクニックなど,さまざまなリソース削減手法を適用する。
我々の12量子回路の2量子ゲート数を99.71%削減し、古典的な評価では2.35%の精度でPDMのトレードオフを行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4074484551332309
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The quantum-classical hybrid variational quantum eigensolver (VQE) algorithm is among the most actively studied topics in atomic and molecular calculations on quantum computers, yet few studies address properties other than energies or account for relativistic effects. This work presents high-precision 18-qubit relativistic VQE simulations for calculating the permanent electric dipole moments (PDMs) of BeH to RaH molecules on traditional computers, and 6- and 12-qubit PDM computations for SrH on IonQ quantum devices. To achieve high precision on current noisy intermediate scale era quantum hardware, we apply various resource reduction methods, including Reinforcement Learning and causal flow preserving ZX-Calculus routines, along with error mitigation and post-selection techniques. Our approach reduces the two-qubit gate count in our 12-qubit circuit by 99.71%, with only a 2.35% trade-off in precision for PDM when evaluated classically within a suitably chosen active space. On the current generation IonQ Forte-I hardware, the error in PDM is -1.17% relative to classical calculations and only 1.21% compared to the unoptimized circuit.
- Abstract（参考訳）: 量子古典的ハイブリッド変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムは、量子コンピュータにおける原子と分子の計算において最も活発に研究されているトピックである。
本研究は、従来のコンピュータ上でBeHからRaH分子の永久電気双極子モーメント(PDM)を計算するための高精度18量子相対論的VQEシミュレーションと、IonQ量子デバイス上でのSrHに対する6および12量子PDM計算を提案する。
そこで本研究では,ZX-Calculusルーチンを保留する強化学習や因果フロー,エラー軽減,選択後手法など,様々な資源削減手法を適用した。
我々の12量子ビット回路の2量子ゲート数を99.71%削減し、古典的に選択された活性空間内で評価した場合、PDMの精度は2.35%に留まる。
現行のIonQ Forte-Iハードウェアでは、PDMの誤差は古典的な計算に比べて-1.17%、最適化されていない回路に比べて1.21%に過ぎなかった。
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