論文の概要: Hybrid Quantum-Classical Clustering for Preparing a Prior Distribution of Eigenspectrum

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.00450v2
• Date: Wed, 13 Nov 2024 12:38:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-14 16:08:40.809196
• Title: Hybrid Quantum-Classical Clustering for Preparing a Prior Distribution of Eigenspectrum
• Title（参考訳）: 固有スペクトルの事前分布作成のためのハイブリッド量子古典クラスタリング
• Authors: Mengzhen Ren, Yu-Cheng Chen, Ching-Jui Lai, Min-Hsiu Hsieh, Alice Hu,
• Abstract要約: 時間非依存ハミルトニアンの固有スペクトルの事前分布と回路について検討する。 提案アルゴリズムはハミルトン変換,パラメータ表現,古典的クラスタリングの3つの戦略ステップで展開する。 このアルゴリズムは1Dハイゼンベルク系とLiH分子系への応用を通して実証される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.950807972899575
• License:
• Abstract: Determining the energy gap in a quantum many-body system is critical to understanding its behavior and is important in quantum chemistry and condensed matter physics. The challenge of determining the energy gap requires identifying both the excited and ground states of a system. In this work, we consider preparing the prior distribution and circuits for the eigenspectrum of time-independent Hamiltonians, which can benefit both classical and quantum algorithms for solving eigenvalue problems. The proposed algorithm unfolds in three strategic steps: Hamiltonian transformation, parameter representation, and classical clustering. These steps are underpinned by two key insights: the use of quantum circuits to approximate the ground state of transformed Hamiltonians and the analysis of parameter representation to distinguish between eigenvectors. The algorithm is showcased through applications to the 1D Heisenberg system and the LiH molecular system, highlighting its potential for both near-term quantum devices and fault-tolerant quantum devices. The paper also explores the scalability of the method and its performance across various settings, setting the stage for more resource-efficient quantum computations that are both accurate and fast. The findings presented here mark a new insight into hybrid algorithms, offering a pathway to overcoming current computational challenges.
• Abstract（参考訳）: 量子多体系のエネルギーギャップを決定することは、その振る舞いを理解するために重要であり、量子化学や凝縮物質物理学において重要である。 エネルギーギャップを決定するには、システムの励起状態と基底状態の両方を特定する必要がある。 本研究では,時間非依存ハミルトニアンの固有スペクトルに対する先行分布と回路の作成について検討する。 提案アルゴリズムはハミルトン変換,パラメータ表現,古典的クラスタリングの3つの戦略ステップで展開する。 これらのステップは、変換されたハミルトンの基底状態を近似するための量子回路の使用と固有ベクトルの区別のためのパラメータ表現の解析の2つの重要な洞察によって支えられている。 このアルゴリズムは1Dハイゼンベルク系とLiH分子系への応用を通じて示され、短期量子デバイスとフォールトトレラント量子デバイスの両方の可能性を強調している。 また,提案手法のスケーラビリティと各種設定における性能について検討し,正確かつ高速な資源効率の高い量子計算のステージを設定した。 ここで示された結果は、ハイブリッドアルゴリズムに関する新たな洞察を示し、現在の計算課題を克服するための道筋を提供する。

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