論文の概要: State Specific Measurement Protocols for the Variational Quantum Eigensolver

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.03019v1
• Date: Thu, 03 Apr 2025 20:32:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-07 14:47:24.756421
• Title: State Specific Measurement Protocols for the Variational Quantum Eigensolver
• Title（参考訳）: 変量量子固有解法のための状態特異的測定プロトコル
• Authors: Davide Bincoletto, Jakob S. Kottmann,
• Abstract要約: 本稿では,ハミルトニアン予想値の近似計算に依存する新しい測定プロトコルを提案する。 測定回路における測定およびゲート深さの30%から80%の低減を実現する。 これにより、スケーラブルで安価な測定プロトコルが提供され、物理的システムへの変分アプローチの適用が進展する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: A central roadblock in the realization of variational quantum eigensolvers on quantum hardware is the high overhead associated with measurement repetitions, which hampers the computation of complex problems, such as the simulation of mid- and large-sized molecules. In this work, we propose a novel measurement protocol which relies on computing an approximation of the Hamiltonian expectation value. The method involves measuring cheap grouped operators directly and estimating the residual elements through iterative measurements of new grouped operators in different bases, with the process being truncated at a certain stage. The measured elements comprehend the operators defined by the Hard-Core Bosonic approximation, which encode electron-pair annihilation and creation operators. These can be easily decomposed into three self-commuting groups which can be measured simultaneously. Applied to molecular systems, the method achieves a reduction of 30% to 80% in the number of measurement and gates depth in the measuring circuits compared to state-of-the-art methods. This provides a scalable and cheap measurement protocol, advancing the application of variational approaches for simulating physical systems.
• Abstract（参考訳）: 量子ハードウェア上での変分量子固有解法の実現における中心的な障害は、測定繰り返しに伴う高いオーバーヘッドであり、中型分子や大規模分子のシミュレーションのような複雑な問題の計算を妨げている。 本研究では,ハミルトニアン予想値の近似計算に依存する新しい測定プロトコルを提案する。 この方法は、安い群演算子を直接測定し、異なる基底における新しい群演算子の反復的な測定によって残元を推定する。 測定された要素は、電子対消滅と生成演算子を符号化するハードコアボソニック近似によって定義される演算子を理解する。 これらは容易に3つの自己交換群に分解でき、同時に測定できる。 分子システムに適用することにより, 測定回路における測定値とゲート深さの30%から80%の低減を実現している。 これにより、スケーラブルで安価な測定プロトコルが提供され、物理的システムをシミュレートするための変分アプローチの適用が進められる。

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