論文の概要: Towards a Resource-Optimized Dynamic Quantum Algorithm via Non-iterative Auxiliary Subspace Corrections
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.12944v1
- Date: Fri, 23 Aug 2024 09:50:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-26 15:30:07.880844
- Title: Towards a Resource-Optimized Dynamic Quantum Algorithm via Non-iterative Auxiliary Subspace Corrections
- Title（参考訳）: 非定常部分空間補正による資源最適化動的量子アルゴリズムの実現に向けて
- Authors: Chayan Patra, Debaarjun Mukherjee, Sonaldeep Halder, Dibyendu Mondal, Rahul Maitra,
- Abstract要約: 動的に選択された主成分へのアンザッツの分離に依存する新しい理論フレームワークを開発する。
本稿では,主パラメータから補助パラメータを解析的に予測する形式的手法を提案する。
我々は、多くの強い相関分子系を用いて、我々の形式主義の資源効率と精度を数値的に検証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Recent quantum algorithms pertaining to electronic structure theory primarily focus on threshold-based dynamic construction of ansatz by selectively including important many-body operators. These methods can be made systematically more accurate by tuning the threshold to include more number of operators into the ansatz. However, such improvements come at the cost of rapid proliferation of the circuit depth, especially for highly correlated molecular systems. In this work, we address this issue by the development of a novel theoretical framework that relies on the segregation of an ansatz into a dynamically selected core principal component, which is, by construction adiabatically decoupled from the remaining operators. This enables us to perform computations involving the principal component using extremely shallow-depth circuits whereas, the effect of the remaining auxiliary component is folded into the energy function via a cost-efficient non-iterative correction, ensuring the requisite accuracy. We propose a formalism that analytically predicts the auxiliary parameters from the principal ones, followed by a suite of non-iterative auxiliary subspace correction techniques with different levels of sophistication. The auxiliary subspace corrections incur no additional quantum resources, yet complement an inadequately expressive core of the ansatz to recover significant amount of electronic correlations. We have numerically validated the resource efficiency and accuracy of our formalism with a number of strongly correlated molecular systems.
- Abstract（参考訳）: 電子構造理論に関連する最近の量子アルゴリズムは、重要な多体演算子を選択的に含むことにより、主に閾値に基づくアンザッツの動的構築に焦点を当てている。
これらの方法は、アンザッツにより多くの演算子を含むようにしきい値を調整することで、体系的により正確にすることができる。
しかし、このような改良は、特に高相関の分子系において、回路深さの急激な増殖のコストがかかる。
本研究では,アンザッツの動的選択された主成分への分離に依存した新しい理論フレームワークの開発により,この問題に対処する。
これにより、極端に浅い深さの回路を用いて主成分を含む計算を行うことができるが、残りの補助成分の効果はコスト効率の低い非定常補正によってエネルギー関数に折り畳まれ、必要な精度が保証される。
本稿では,主成分から補助パラメータを解析的に予測する形式的手法を提案する。
補助的な部分空間補正は追加の量子資源を伴わないが、アンザッツの不十分な表現的なコアを補い、かなりの量の電子相関を回復する。
我々は、多くの強い相関分子系を用いて、我々の形式主義の資源効率と精度を数値的に検証した。
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