論文の概要: Optimization of the Qubit Coupled Cluster Ansatz on classical computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.17587v1
- Date: Mon, 24 Feb 2025 19:11:40 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-26 15:21:22.383274
- Title: Optimization of the Qubit Coupled Cluster Ansatz on classical computers
- Title(参考訳): 古典コンピュータにおけるQubit Coupled Cluster Ansatzの最適化
- Authors: Ilya G. Ryabinkin, Seyyed Mehdi Hosseini Jenab, Scott N. Genin,
- Abstract要約: 繰り返し量子ビット結合クラスタ(iQCC)法において,振幅最適化を改善するための2つの手法について報告する。
第一のスキームは、QCCユニタリを与えられた順序に結合されたジェネレータの和として近似する。
第2のスキームは、QCCユニタリが生成される拡張空間のサイズを制限する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License:
- Abstract: Immense interest in quantum computing has prompted development of electronic structure methods that are suitable for quantum hardware. However, the slow pace at which quantum hardware progresses, forces researchers to implement their ideas on classical computers despite the obvious loss of any "quantum advantage." As a result, the so-called quantum inspired methods emerge. They allow one to look at the electronic structure problem from a different angle; yet, to fully exploit their capacity, efficient implementations are highly desirable. Here we report two schemes for improving the amplitude optimisation in the iterative qubit coupled cluster (iQCC) method -- a variational quantum eigensolver-type approach which is based on the qubit coupled cluster (QCC) Ansatz. Our first scheme approximates the QCC unitary as a sum of symmetrical polynomials of generators up to a given order. The resulting energy expression allows for a flexible control of computational complexity via the order parameter. It also guaranties smoothness of trial energies and their derivatives, which is important for gradient-based optimization strategies. The second scheme limits the size of the expansion space in which the QCC unitary is generated. It provides better control of memory requirements, but in general may lead to the non-smooth variation of energy estimates upon changes in amplitudes. It can be used to extrapolate energies for a given set of amplitudes towards the exact QCC value. Both schemes allow for a larger number of generators to be included into the QCC form compared to the exact formulation. This reduces the number of iterations in the iQCC method and/or leads to higher accuracy. We assess capabilities of the new schemes to perform QCC amplitudes optimization for a few molecular systems: N$_2$ (16 qubits), H$_2$O (36 qubits), and tris(2-(2,4-difluorophenyl)pyridine) iridium(III), (80 qubits).
- Abstract(参考訳): 量子コンピューティングへの関心は量子ハードウェアに適した電子構造法の開発を促している。
しかし、量子ハードウェアが進歩する遅いペースでは、「量子優位性」が明らかに失われているにもかかわらず、研究者は古典的なコンピュータ上でアイデアを実装せざるを得なくなった。
その結果、いわゆる量子インスピレーション法が出現した。
これらは電子構造問題を異なる角度から見ることを可能にするが、その能力を完全に活用するためには、効率的な実装が極めて望ましい。
本稿では, 繰り返し量子ビット結合クラスタ (iQCC) 法における振幅最適化を改善するための2つの手法について述べる。
最初のスキームは、QCCユニタリを与えられた順序までの生成子の対称多項式の和として近似する。
結果として得られるエネルギー表現は、順序パラメータによる計算複雑性の柔軟な制御を可能にする。
また、勾配に基づく最適化戦略において重要な試行エネルギーとその微分の滑らかさを導く。
第2のスキームは、QCCユニタリが生成される拡張空間のサイズを制限する。
これはメモリ要件のより良い制御を提供するが、一般に振幅の変化によるエネルギー推定の非滑らかな変動につながる可能性がある。
与えられた振幅の集合に対するエネルギーを正確なQCC値に向けて外挿するのに使うことができる。
どちらのスキームも、正確な定式化よりも多くの発電機をQCC形式に含めることができる。
これにより、iQCCメソッドの繰り返し回数が減少し、/または精度が向上する。
N$_2$ (16 qubits), H$_2$O (36 qubits), tris(2-(2,4-ジフルオロフェニル)pyridine) iridium(III), (80 qubits)。
関連論文リスト
- Evaluating Ground State Energies of Chemical Systems with Low-Depth
Quantum Circuits and High Accuracy [6.81054341190257]
我々は,Qubit Coupled Cluster (QCC) に基づく拡張型変分量子固有解器 (VQE) アンサッツを開発した。
我々は、IBM KolkataとQuantinuum H1-1の2つの異なる量子ハードウェア上で、拡張QCCアンサッツを評価する。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-02-21T17:45:03Z) - Hungarian Qubit Assignment for Optimized Mapping of Quantum Circuits on
Multi-Core Architectures [1.1288814203214292]
量子コンピュータは、これらのクラスタ間のスペーサー接続を備えた密結合量子ビットのクラスタを特徴とするモジュラーアプローチを採用することが期待されている。
複数の処理コアにキュービットを効率よく分散させることは、量子コンピューティングシステムの性能とスケーラビリティを向上させる上で重要である。
ハンガリーのQubit Assignment(HQA)アルゴリズムを提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-09-21T15:48:45Z) - Quantum Gate Generation in Two-Level Open Quantum Systems by Coherent
and Incoherent Photons Found with Gradient Search [77.34726150561087]
我々は、非コヒーレント光子によって形成される環境を、非コヒーレント制御によるオープン量子系制御の資源とみなす。
我々は、ハミルトニアンにおけるコヒーレント制御と、時間依存デコヒーレンス率を誘導する散逸器における非コヒーレント制御を利用する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-02-28T07:36:02Z) - Quantum Clustering with k-Means: a Hybrid Approach [117.4705494502186]
我々は3つのハイブリッド量子k-Meansアルゴリズムを設計、実装、評価する。
我々は距離の計算を高速化するために量子現象を利用する。
我々は、我々のハイブリッド量子k-平均アルゴリズムが古典的バージョンよりも効率的であることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-13T16:04:16Z) - Accelerated Convergence of Contracted Quantum Eigensolvers through a
Quasi-Second-Order, Locally Parameterized Optimization [0.0]
収縮量子固有解法(CQE)は、量子コンピュータ上の多電子シュリンガー方程式の解を求める。
本研究では,古典最適化理論のツールを用いて,CQEとその波動関数アンサッツの収束を加速する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-05-03T18:48:04Z) - Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。
3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-08-03T17:49:09Z) - Variational Quantum Optimization with Multi-Basis Encodings [62.72309460291971]
マルチバスグラフ複雑性と非線形活性化関数の2つの革新の恩恵を受ける新しい変分量子アルゴリズムを導入する。
その結果,最適化性能が向上し,有効景観が2つ向上し,測定の進歩が減少した。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-06-24T20:16:02Z) - Accelerating variational quantum algorithms with multiple quantum
processors [78.36566711543476]
変分量子アルゴリズム(VQA)は、特定の計算上の利点を得るために、短期量子マシンを利用する可能性がある。
現代のVQAは、巨大なデータを扱うために単独の量子プロセッサを使用するという伝統によって妨げられている、計算上のオーバーヘッドに悩まされている。
ここでは、この問題に対処するため、効率的な分散最適化手法であるQUDIOを考案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-06-24T08:18:42Z) - Adaptive pruning-based optimization of parameterized quantum circuits [62.997667081978825]
Variisyハイブリッド量子古典アルゴリズムは、ノイズ中間量子デバイスの使用を最大化する強力なツールである。
我々は、変分量子アルゴリズムで使用されるそのようなアンサーゼを「効率的な回路訓練」(PECT)と呼ぶ戦略を提案する。
すべてのアンサッツパラメータを一度に最適化する代わりに、PECTは一連の変分アルゴリズムを起動する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-10-01T18:14:11Z) - A posteriori corrections to the Iterative Qubit Coupled Cluster method
to minimize the use of quantum resources in large-scale calculations [0.0]
所望の精度を達成するために,iQCCエネルギーに様々な補正を加えて反復回数を削減する。
10-qubit N$$分子、24-qubit H$Oストレッチ、56-qubit Singlet-tripletギャップ計算の例で,本手法の有用性と効率を数値的に示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-09-28T20:57:32Z) - MoG-VQE: Multiobjective genetic variational quantum eigensolver [0.0]
変分量子固有解法 (VQE) は、近距離量子コンピュータのための最初の実用的なアルゴリズムとして登場した。
本稿では,低深度と精度の向上を両立させる手法を提案する。
2ビットゲート数の10倍近く削減されるのを、標準のハードウェア効率のアンサッツと比較して観察する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-07-08T20:44:50Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。