論文の概要: Practicality of quantum adiabatic algorithm for chemistry applications

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.09993v1
• Date: Sat, 13 Jul 2024 20:11:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-16 19:58:18.381036
• Title: Practicality of quantum adiabatic algorithm for chemistry applications
• Title（参考訳）: 化学応用のための量子断熱アルゴリズムの実用化
• Authors: Etienne Granet, Khaldoon Ghanem, Henrik Dreyer,
• Abstract要約: 低エネルギー電子構造状態を作るための変分アプローチよりも、断熱的状態の準備にはかなり関心が寄せられていない。 熱を使わずに正確な断熱進化を行うランダム化アルゴリズムがこの問題を克服できることを示す。 本研究では, 合成状態のエネルギーを効率よく, 耐雑音性で測定する3つの方法を開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Despite its simplicity and strong theoretical guarantees, adiabatic state preparation has received considerably less interest than variational approaches for the preparation of low-energy electronic structure states. Two major reasons for this are the large number of gates required for Trotterising time-dependent electronic structure Hamiltonians, as well as discretisation errors heating the state. We show that a recently proposed randomized algorithm, which implements exact adiabatic evolution without heating and with far fewer gates than Trotterisation, can overcome this problem. We develop three methods for measuring the energy of the prepared state in an efficient and noise-resilient manner, yielding chemically accurate results on a 4-qubit molecule in the presence of realistic gate noise, without the need for error mitigation. These findings suggest that adiabatic approaches to state preparation could play a key role in quantum chemistry simulations both in the era of noisy as well as error-corrected quantum computers.
• Abstract（参考訳）: その単純さと強力な理論的保証にもかかわらず、低エネルギー電子構造状態を作るための変分的アプローチよりも断熱的状態の準備にはかなり関心が寄せられている。 この2つの主な理由は、時間依存の電子構造であるハミルトニアンをトロッタリングするのに必要となる多数のゲートと、州内を加熱する離散化誤差である。 最近提案されたランダム化アルゴリズムは, 加熱せずに正確な断熱的進化を実現し, トロッタライゼーションよりもはるかに少ないゲートでこの問題を克服できることを示す。 本研究では, 4-qubit 分子に対して, 誤差低減を必要とせず, 現実的なゲートノイズの存在下で, 化学的に正確な測定結果が得られる3つの方法を開発した。 これらの結果は、状態準備に対する断熱的なアプローチが、ノイズの時代にも、誤り訂正された量子コンピュータにおいても、量子化学シミュレーションにおいて重要な役割を担っていることを示唆している。

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