論文の概要: Hardware-efficient variational quantum algorithm in trapped-ion quantum computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.03116v1
- Date: Wed, 3 Jul 2024 14:02:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-04 14:06:19.737073
- Title: Hardware-efficient variational quantum algorithm in trapped-ion quantum computer
- Title（参考訳）: トラップイオン量子コンピュータにおけるハードウェア効率の変動量子アルゴリズム
- Authors: J. -Z. Zhuang, Y. -K. Wu, L. -M. Duan,
- Abstract要約: 本研究では, トラップイオン量子シミュレータ, HEA-TI に適したハードウェア効率の変動量子アルゴリズムアンサッツについて検討する。
我々は、全てのイオン間のプログラム可能な単一量子ビット回転と大域スピンスピン相互作用を活用し、従来のゲートベース手法における資源集約型2量子ビットゲートへの依存を減らす。
- 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: We study a hardware-efficient variational quantum algorithm ansatz tailored for the trapped-ion quantum simulator, HEA-TI. We leverage programmable single-qubit rotations and global spin-spin interactions among all ions, reducing the dependence on resource-intensive two-qubit gates in conventional gate-based methods. We apply HEA-TI to state engineering of cluster states and analyze the scaling of required quantum resources. We also apply HEA-TI to solve the ground state problem of chemical molecules $\mathrm{H_{2}}$, $\mathrm{LiH}$ and $\mathrm{F_{2}}$. We numerically analyze the quantum computing resources required to achieve chemical accuracy and examine the performance under realistic experimental noise and statistical fluctuation. The efficiency of this ansatz is shown to be comparable to other commonly used variational ansatzes like UCCSD, with the advantage of substantially easier implementation in the trapped-ion quantum simulator. This approach showcases the hardware-efficient ansatz as a powerful tool for the application of the near-term quantum computer.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, トラップイオン量子シミュレータ, HEA-TI に適したハードウェア効率の変動量子アルゴリズムアンサッツについて検討する。
我々は、全てのイオン間のプログラム可能な単一量子ビット回転と大域スピンスピン相互作用を活用し、従来のゲートベース手法における資源集約型2量子ビットゲートへの依存を減らす。
我々は、クラスタ状態のステートエンジニアリングにHEA-TIを適用し、必要な量子リソースのスケーリングを分析する。
また、HEA-TI を用いて化学分子の基底状態問題 $\mathrm{H_{2}}$, $\mathrm{LiH}$, $\mathrm{F_{2}}$ を解く。
本研究では,化学的精度を達成するために必要な量子コンピューティング資源を数値解析し,実測的な実験ノイズと統計的ゆらぎの下での性能について検討する。
このアンザッツの効率は UCCSD のような他の一般的な変分アンザイズに匹敵するもので、捕捉されたイオン量子シミュレータの実装は極めて容易である。
このアプローチは、短期量子コンピュータの応用のための強力なツールとして、ハードウェア効率の良いアンサッツを示す。
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