論文の概要: A differentiable quantum phase estimation algorithm

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.14113v1
• Date: Thu, 20 Jun 2024 08:55:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-21 14:40:46.098124
• Title: A differentiable quantum phase estimation algorithm
• Title（参考訳）: 微分可能な量子位相推定アルゴリズム
• Authors: Davide Castaldo, Soran Jahangiri, Agostino Migliore, Juan Miguel Arrazola, Stefano Corni,
• Abstract要約: 完全微分可能なフレームワークに量子位相推定アルゴリズムを統合するための戦略を開発する。 これは任意の初期状態に取り組むことができる滑らかな推定器を考案することで達成される。 この研究は、干渉法と量子微分可能プログラミングを組み合わせた新しい量子アルゴリズムの道を開いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The simulation of electronic properties is a pivotal issue in modern electronic structure theory, driving significant efforts over the past decades to develop protocols for computing energy derivatives. In this work, we address this problem by developing a strategy to integrate the quantum phase estimation algorithm within a fully differentiable framework. This is accomplished by devising a smooth estimator able to tackle arbitrary initial states. We provide analytical expressions to characterize the statistics and algorithmic cost of this estimator. Furthermore, we provide numerical evidence that the estimation accuracy is retained when an arbitrary state is considered and that it exceeds the one of standard majority rule. We explicitly use this procedure to estimate chemically relevant quantities, demonstrating our approach through ground-state and triplet excited state geometry optimization with simulations involving up to 19 qubits. This work paves the way for new quantum algorithms that combine interference methods and quantum differentiable programming.
• Abstract（参考訳）: 電子物性のシミュレーションは、現代の電子構造理論において重要な問題であり、エネルギーデリバティブを計算するためのプロトコルを開発するために過去数十年にわたって多大な努力を払ってきた。 本研究では,量子位相推定アルゴリズムを完全微分可能なフレームワークに統合する戦略を開発することにより,この問題に対処する。 これは任意の初期状態に取り組むことができる滑らかな推定器を考案することで達成される。 この推定器の統計量とアルゴリズムコストを特徴付ける解析式を提供する。 さらに、任意の状態が考慮されたときに推定精度が保持され、それが標準多数決ルールの1を超えているという数値的な証拠を提供する。 我々はこの手法を化学量の推定に用いて、最大19量子ビットのシミュレーションによる基底状態と三重項励起状態の幾何最適化によるアプローチを実証した。 この研究は、干渉法と量子微分可能プログラミングを組み合わせた新しい量子アルゴリズムの道を開いた。

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