論文の概要: Digital-analog quantum genetic algorithm using Rydberg-atom arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.09308v2
• Date: Fri, 4 Oct 2024 07:18:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-08 22:06:29.092233
• Title: Digital-analog quantum genetic algorithm using Rydberg-atom arrays
• Title（参考訳）: Rydberg-atom arrayを用いたディジタルアナログ量子遺伝的アルゴリズム
• Authors: Aleix Llenas, Lucas Lamata,
• Abstract要約: デジタルアナログ量子コンピューティング(DAQC)は、デジタルゲートとアナログ演算を組み合わせる。 Rydberg-atom emulator を用いたDAQCフレームワーク内の量子遺伝的アルゴリズムを提案する。
• 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: Digital-analog quantum computing (DAQC) combines digital gates with analog operations, offering an alternative paradigm for universal quantum computation. This approach leverages the higher fidelities of analog operations and the flexibility of local single-qubit gates. In this paper, we propose a quantum genetic algorithm within the DAQC framework using a Rydberg-atom emulator. The algorithm employs single-qubit operations in the digital domain and a global driving interaction based on the Rydberg Hamiltonian in the analog domain. We evaluate the algorithm performance by estimating the ground-state energy of Hamiltonians, with a focus on molecules such as $\rm H_2$, $\rm LiH$, and $\rm BeH_2$. Our results show energy estimations with less than 1% error and state overlaps nearing 1, with computation times ranging from a few minutes for $\rm H_2$ (2-qubit circuits) to one to two days for $\rm LiH$ and $\rm BeH_2$ (6-qubit circuits). The gate fidelities of global analog operations further underscore DAQC as a promising quantum computing strategy in the noisy intermediate-scale quantum era.
• Abstract（参考訳）: デジタルアナログ量子コンピューティング(DAQC)は、デジタルゲートとアナログ演算を組み合わせて、普遍的な量子計算の代替パラダイムを提供する。 このアプローチは、アナログ演算の高忠実度と局所的な単一量子ゲートの柔軟性を活用する。 本稿では,Rydberg-atom emulator を用いたDAQCフレームワーク内の量子遺伝的アルゴリズムを提案する。 このアルゴリズムは、デジタル領域における単一量子演算とアナログ領域におけるライドバーグ・ハミルトニアンに基づく大域的駆動相互作用を用いる。 我々は,ハミルトニアンの基底状態エネルギーを推定してアルゴリズムの性能を評価し,$\rm H_2$,$\rm LiH$,$\rm BeH_2$などの分子に着目した。 その結果, 誤差が1%未満で, 状態重なりが1に近づき, 計算時間は, 数分で$\rm H_2$ (2-qubit) から$\rm LiH$ と $\rm BeH_2$ (6-qubit) までの1～2日間であった。 グローバルアナログ演算のゲート忠実性は、ノイズの多い中間スケール量子時代における有望な量子コンピューティング戦略としてDAQCをさらに強調する。

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