論文の概要: Exploring new variational quantum circuit ansatzes for solving $SU(2)$ matrix models
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.13368v1
- Date: Mon, 17 Mar 2025 16:52:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-18 12:28:32.390221
- Title: Exploring new variational quantum circuit ansatzes for solving $SU(2)$ matrix models
- Title（参考訳）: $SU(2)$行列モデルの解法のための新しい変分量子回路の試行
- Authors: H. L. Dao,
- Abstract要約: 我々は、texttTwoLocal と textttEvolvedOperatorAnsatz という2種類の量子回路が、人気のある textttEfficientSU2 回路より優れていることを示す。
本研究の結果は, textttTwoLocal と textttEvolvedOperatorAnsatz 量子回路の可能性を示すものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: In this work, we explored and experimented with new forms of parameterized quantum circuits to be used as variational ansatzes for solving the bosonic and supersymmetric $SU(2)$ matrix models at different couplings using the Variational Quantum Eigensolver (VQE) algorithm. Working with IBM Qiskit quantum computing platform, we show that two types of quantum circuits named \texttt{TwoLocal} and \texttt{EvolvedOperatorAnsatz} can outperform the popular \texttt{EfficientSU2} circuits which have been routinely used in the recent quantum physics literature to run VQE. With their more customizable constructions that allow for more flexibility beyond choosing the types of parameterized rotation gates, both types of new circuit ansatzes used in this work have led to performances that are either better than or at least comparable to \texttt{EfficientSU2} in the setting of $SU(2)$ matrix models. In particular, in the strong coupling regimes of the bosonic model, both \texttt{TwoLocal} and \texttt{EvolvedOperatorAnsatz} circuits provided a better approximation to the exact ground states, while in the supersymmetric model, shallow \texttt{EvolvedOperatorAnsatz} circuits with small a number of parameters, attained a comparable albeit not as good performance as the much deeper \texttt{EfficientSU2} circuits with around 8 to 9 times more parameters. The results of this work demonstrate conclusively the potential of \texttt{TwoLocal} and \texttt{EvolvedOperatorAnsatz} quantum circuits as efficient new types of variational ansatzes that should be considered more frequently in future VQE studies of quantum physics systems.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,変分量子固有解法 (VQE) アルゴリズムを用いて, ボソニックおよび超対称性の$SU(2)$行列モデルを異なるカップリングで解くための変分アンサーゼとして用いられる新しいパラメータ化量子回路を探索し, 実験した。
IBM Qiskitの量子コンピューティングプラットフォームを利用すると、最近の量子物理学の文献で日常的に使われている人気の量子回路である『texttt{TwoLocal} 』と『texttt{EvolvedOperatorAnsatz} 』の2種類の量子回路が、VQEを走らせるのによく使われる『texttt{EfficientSU2} 』より優れていることを示す。
パラメータ化ローテーションゲートのタイプ以外の柔軟性を高めるための、よりカスタマイズ可能な構成により、この研究で使用される新しい回路アンサーゼは、$SU(2)$行列モデルの設定において、少なくとも \texttt{EfficientSU2} に匹敵するパフォーマンスをもたらす。
特に、ボソニックモデルの強い結合状態において、 \texttt{TwoLocal} と \texttt{EvolvedOperatorAnsatz} の回路は、正確な基底状態により良い近似を与える一方、超対称性モデルでは、浅い \textt{EvolvedOperatorAnsatz} の回路は、多くのパラメータを持つが、より深い \textt{EfficientSU2} の回路よりも8倍から9倍のパラメータを持つ。
この研究の結果は、将来の量子物理学系のVQE研究においてより頻繁に考慮すべき、効率的な変分アンサーゼとして、 \texttt{TwoLocal} と \texttt{EvolvedOperatorAnsatz} の量子回路の可能性を示している。
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