論文の概要: Understanding and mitigating noise in molecular quantum linear response for spectroscopic properties on quantum computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.09308v1
- Date: Sat, 17 Aug 2024 23:46:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-20 21:19:42.109567
- Title: Understanding and mitigating noise in molecular quantum linear response for spectroscopic properties on quantum computers
- Title（参考訳）: 量子コンピュータにおける分光特性に対する分子量子線形応答の理解と緩和
- Authors: Karl Michael Ziems, Erik Rosendahl Kjellgren, Stephan P. A. Sauer, Jacob Kongsted, Sonia Coriani,
- Abstract要約: 本稿では、シミュレーションされたフォールトトレラント量子コンピュータの分光特性を求める量子線形応答理論について述べる。
この研究は、量子アルゴリズムにおけるノイズの起源を分析し予測するための新しいメトリクスを導入している。
パウリ省エネによる計測コストと騒音の低減効果を強調した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: The promise of quantum computing to circumvent the exponential scaling of quantum chemistry has sparked a race to develop chemistry algorithms for quantum architecture. However, most works neglect the quantum-inherent shot noise, let alone the effect of current noisy devices. Here, we present a comprehensive study of quantum linear response (qLR) theory obtaining spectroscopic properties on simulated fault-tolerant quantum computers and present-day near-term quantum hardware. This work introduces novel metrics to analyze and predict the origins of noise in the quantum algorithm, proposes an Ansatz-based error mitigation technique, and highlights the significant impact of Pauli saving in reducing measurement costs and noise. Our hardware results using up to cc-pVTZ basis set serve as proof-of-principle for obtaining absorption spectra on quantum hardware in a general approach with the accuracy of classical multi-configurational methods. Importantly, our results exemplify that substantial improvements in hardware error rates and measurement speed are necessary to lift quantum computational chemistry from proof-of-concept to an actual impact in the field.
- Abstract（参考訳）: 量子化学の指数的スケーリングを回避するための量子コンピューティングの約束は、量子アーキテクチャのための化学アルゴリズムの開発競争を引き起こした。
しかし、ほとんどの研究は、現在のノイズの多いデバイスの影響を言うまでもなく、量子独立ショットノイズを無視している。
本稿では、シミュレーションされたフォールトトレラント量子コンピュータと現在の量子ハードウェアの分光特性を求める量子線形応答(qLR)理論の包括的な研究について述べる。
この研究は、量子アルゴリズムにおけるノイズの起源を分析し予測するための新しいメトリクスを導入し、アンザッツに基づく誤差軽減手法を提案し、測定コストとノイズの低減におけるパウリ貯蓄の影響を強調した。
最大cc-pVTZ基底集合を用いたハードウェアの結果は,古典的マルチコンフィグレーション手法の精度を指標として,量子ハードウェア上での吸収スペクトルを得るための原理実証として機能する。
ハードウェアエラー率と測定速度の大幅な改善は、量子化学を概念実証から現場における実際の影響まで引き上げるために必要であることを示す。
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