論文の概要: Entropy-driven entanglement forging
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.04510v1
- Date: Fri, 6 Sep 2024 16:54:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-10 22:31:08.690537
- Title: Entropy-driven entanglement forging
- Title(参考訳): エントロピー駆動型エンタングルメント鍛造
- Authors: Axel Pérez-Obiol, Sergi Masot-Llima, Antonio M. Romero, Javier Menéndez, Arnau Rios, Artur García-Sáez, Bruno Juliá-Díaz,
- Abstract要約: 本稿では, エントロピー駆動型エンタングルメント鍛造法を用いて, 変動量子アルゴリズムのコストを低減できることを示す。
量子ビットの最大数と2量子ゲートの量が大幅に減少することがわかった。
提案手法は, エントロピー駆動型エンタングルメント鍛造法を用いて, 現在の雑音型中間スケール量子デバイスの限界に量子シミュレーションを適応できることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Simulating a physical system with variational quantum algorithms is a well-studied approach but challenging to implement in current devices due to demands in qubit number and circuit depth. We show how limited knowledge of the system, namely the entropy of its subsystems or its entanglement structure, can be used to reduce the cost of these algorithms with entanglement forging. To do so, we simulate a Fermi-Hubbard one-dimensional chain with a parametrized hopping term, as well as atomic nuclei ${}^{28}$Ne and ${}^{60}$Ti with the nuclear shell model. Using an adaptive variational quantum eigensolver we find significant reductions in both the maximum number of qubits (up to one fourth) and the amount of two-qubit gates (over an order of magnitude) required in the quantum circuits. Our findings indicate that our method, entropy-driven entanglement forging, can be used to adjust quantum simulations to the limitations of current noisy intermediate-scale quantum devices.
- Abstract(参考訳): 物理システムを変動量子アルゴリズムでシミュレーションすることは、よく研究されているアプローチであるが、量子ビット数と回路深さの要求により、現在のデバイスで実装することは困難である。
提案手法は,システム,すなわちサブシステムのエントロピーや絡み合い構造といった限られた知識が,絡み合い鍛造によるアルゴリズムのコスト削減にどの程度役立つかを示す。
そのため、核シェルモデルで原子核${}^{28}$Neおよび${}^{60}$Tiと同様に、パラメトリズドホッピング項を持つフェルミ・ハッバード一次元鎖をシミュレートする。
適応型変分量子固有解法を用いて、量子回路に必要な量子ビットの最大数(最大4分の1)と2量子ビットゲートの量(桁数以上)の両方において、大幅な減少が認められる。
提案手法は, エントロピー駆動型エンタングルメント鍛造法を用いて, 現在の雑音型中間スケール量子デバイスの限界に量子シミュレーションを適応できることを示す。
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