論文の概要: Demonstration of a CAFQA-bootstrapped Variational Quantum Eigensolver on a Trapped-Ion Quantum Computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.06482v1
- Date: Mon, 12 Aug 2024 20:30:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-14 19:17:34.800052
- Title: Demonstration of a CAFQA-bootstrapped Variational Quantum Eigensolver on a Trapped-Ion Quantum Computer
- Title（参考訳）: CAFQA-bootstrapped Variational Quantum Eigensolverのトラップオン量子コンピュータにおける実証
- Authors: Qingfeng Wang, Liudmila Zhukas, Qiang Miao, Aniket S. Dalvi, Peter J. Love, Christopher Monroe, Frederic T. Chong, Gokul Subramanian Ravi,
- Abstract要約: ハードウェアとハードウェアの両方で独立したソフトウェア環境をサポートする新しいハードウェア・ソフトウェア・インタフェース・フレームワークを開発した。
このフレームワークは、トラップされたイオン量子コンピュータプラットフォーム以外の様々な学術量子デバイスに適用することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.1248137848871647
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: To enhance the variational quantum eigensolver (VQE), the CAFQA method can utilize classical computational capabilities to identify a better initial state than the Hartree-Fock method. Previous research has demonstrated that the initial state provided by CAFQA recovers more correlation energy than that of the Hartree-Fock method and results in faster convergence. In the present study, we advance the investigation of CAFQA by demonstrating its advantages on a high-fidelity trapped-ion quantum computer located at the Duke Quantum Center -- this is the first experimental demonstration of CAFQA-bootstrapped VQE on a TI device and on any academic quantum device. In our VQE experiment, we use LiH and BeH$_2$ as test cases to show that CAFQA achieves faster convergence and obtains lower energy values within the specified computational budget limits. To ensure the seamless execution of VQE on this academic device, we develop a novel hardware-software interface framework that supports independent software environments for both the circuit and hardware end. This mechanism facilitates the automation of VQE-type job executions as well as mitigates the impact of random hardware interruptions. This framework is versatile and can be applied to a variety of academic quantum devices beyond the trapped-ion quantum computer platform, with support for integration with customized packages.
- Abstract（参考訳）: 変分量子固有解法(VQE)を強化するため、CAFQA法は古典的な計算能力を利用してHartree-Fock法よりも優れた初期状態を特定することができる。
これまでの研究では、CAFQAによって提供される初期状態はハートリー・フォック法よりも多くの相関エネルギーを回収し、より高速な収束をもたらすことが示されている。
本研究では,デューク量子センターに所在する高忠実性トラップイオン量子コンピュータにおいて,その優位性を示すことによって,CAFQAの研究を進め,TIデバイスおよび任意の学術量子デバイス上でのCAFQAをブートストラップしたVQEの実験実験である。
VQE実験では、テストケースとしてLiHとBeH$_2$を使用し、CAFQAがより高速な収束を実現し、指定された計算予算の範囲内で低いエネルギー値を得ることを示す。
この学術機器上でのVQEのシームレスな実行を保証するため,回路とハードウェアの両端で独立したソフトウェア環境をサポートするハードウェア・ソフトウェア・インタフェース・フレームワークを開発した。
このメカニズムは、VQEタイプのジョブ実行の自動化を促進し、ランダムなハードウェア中断の影響を軽減する。
このフレームワークは汎用性が高く、閉じ込められたイオン量子コンピュータプラットフォーム以外のさまざまな学術量子デバイスに適用でき、カスタマイズされたパッケージとの統合をサポートする。
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