論文の概要: Classical Pre-optimization Approach for ADAPT-VQE: Maximizing the Potential of High-Performance Computing Resources to Improve Quantum Simulation of Chemical Applications

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.07920v1
• Date: Tue, 12 Nov 2024 16:52:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-13 13:20:17.676258
• Title: Classical Pre-optimization Approach for ADAPT-VQE: Maximizing the Potential of High-Performance Computing Resources to Improve Quantum Simulation of Chemical Applications
• Title（参考訳）: ADAPT-VQEの古典的事前最適化アプローチ:高性能計算資源の可能性の最大化と化学応用の量子シミュレーション
• Authors: J. Wayne Mullinax, Panagiotis G. Anastasiou, Jeffrey Larson, Sophia E. Economou, Norm M. Tubman,
• Abstract要約: スパース波動関数回路ソルバ(SWCS)を用いたADAPT-VQEの実装と性能について報告する。 SWCSは計算コストと精度のバランスを調整できるため、分子電子構造計算へのADAPT-VQEの適用が拡張される。 ADAPT-VQE/SWCSで生成されるパラメータ化アンサッツを用いて量子シミュレーションを事前最適化することにより、従来の高性能コンピューティングのパワーを活用することを目指す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6361348748202732
• License:
• Abstract: The ADAPT-VQE algorithm is a promising method for generating a compact ansatz based on derivatives of the underlying cost function, and it yields accurate predictions of electronic energies for molecules. In this work we report the implementation and performance of ADAPT-VQE with our recently developed sparse wavefunction circuit solver (SWCS) in terms of accuracy and efficiency for molecular systems with up to 52 spin-orbitals. The SWCS can be tuned to balance computational cost and accuracy, which extends the application of ADAPT-VQE for molecular electronic structure calculations to larger basis sets and larger number of qubits. Using this tunable feature of the SWCS, we propose an alternative optimization procedure for ADAPT-VQE to reduce the computational cost of the optimization. By pre-optimizing a quantum simulation with a parameterized ansatz generated with ADAPT-VQE/SWCS, we aim to utilize the power of classical high-performance computing in order to minimize the work required on noisy intermediate-scale quantum hardware, which offers a promising path toward demonstrating quantum advantage for chemical applications.
• Abstract（参考訳）: ADAPT-VQEアルゴリズムは、基礎となるコスト関数の導関数に基づいてコンパクトなアンザッツを生成するための有望な方法であり、分子の電子エネルギーの正確な予測を生成する。 本稿では,52個のスピン軌道を持つ分子系の精度と効率の観点から,最近開発されたスパース波動関数回路ソルバ(SWCS)を用いたADAPT-VQEの実装と性能について報告する。 SWCSは計算コストと精度のバランスを調整でき、分子電子構造計算へのADAPT-VQEの適用をより大きな基底セットとより多くの量子ビットに拡張することができる。 SWCSのこのチューニング可能な特徴を用いて、最適化の計算コストを削減するためにADAPT-VQEの代替最適化手順を提案する。 ADAPT-VQE/SWCSで生成されるパラメータ化アンサッツで量子シミュレーションを事前最適化することにより、ノイズの多い中間スケールの量子ハードウェアで必要となる作業を最小限に抑えるために、古典的な高性能コンピューティングのパワーを活用することを目的としている。

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