論文の概要: Shadow Ansatz for the Many-Fermion Wave Function in Scalable Molecular Simulations on Quantum Computing Devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.11026v1
- Date: Tue, 20 Aug 2024 17:27:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-21 12:35:03.901564
- Title: Shadow Ansatz for the Many-Fermion Wave Function in Scalable Molecular Simulations on Quantum Computing Devices
- Title（参考訳）: 量子コンピューティングデバイス上のスケーラブル分子シミュレーションにおける多相波関数のシャドウアンサッツ
- Authors: Yuchen Wang, Irma Avdic, David A. Mazziotti,
- Abstract要約: シャドウトモグラフィーは、量子デバイス上の多周波関数に対して効率的かつ正確なアンサッツを生成することができることを示す。
シミュレータと量子デバイス上でのH$_3$の計算により、拡張性のあるシミュレーションに対するアンザッツの利点を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.915403570478968
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Here we show that shadow tomography can generate an efficient and exact ansatz for the many-fermion wave function on quantum devices. We derive the shadow ansatz -- a product of transformations applied to the mean-field wave function -- by exploiting a critical link between measurement and preparation. Each transformation is obtained by measuring a classical shadow of the residual of the contracted Schr\"odinger equation (CSE), the many-electron Schr\"odinger equation (SE) projected onto the space of two electrons. We show that the classical shadows of the CSE vanish if and only if the wave function satisfies the SE and, hence, that randomly sampling only the two-electron space yields an exact ansatz regardless of the total number of electrons. We demonstrate the ansatz's advantages for scalable simulations -- fewer measurements and shallower circuits -- by computing H$_{3}$ on simulators and a quantum device.
- Abstract（参考訳）: ここでは,量子デバイス上での多周波関数に対して,シャドウトモグラフィーが効率的かつ正確なアンサッツを生成することを示す。
平均場波動関数に適用した変換の積であるシャドウアンザッツを,測定と準備のクリティカルリンクを利用して導出する。
それぞれの変換は、2つの電子の空間に投影された収縮したシュリンガー方程式(CSE)、多電子シュリンガー方程式(SE)の古典的な影を測定することによって得られる。
CSE の古典的な影が消えるのは、波動関数が SE を満たす場合に限りであり、したがって、2電子空間のみをランダムにサンプリングすると、電子の総数に関係なく正確なアンザッツが得られることを示す。
我々は、シミュレータと量子デバイス上でのH$_{3}$の計算により、拡張性のあるシミュレーション -- 少ない測定値と浅い回路 -- に対するアンザッツの利点を実証する。
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