論文の概要: Obtaining Accurate Ground-State Properties on Near-term Quantum Devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.21255v1
• Date: Fri, 24 Oct 2025 08:39:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-28 09:00:15.416697
• Title: Obtaining Accurate Ground-State Properties on Near-term Quantum Devices
• Title（参考訳）: 短期量子デバイスにおける精密地盤特性の把握
• Authors: Qi-Ming Ding, Jiawei Peng, Junxiang Huang, Yukun Zhang, Huiyuan Wang, Xiaosi Xu, Jiajun Ren, Yingjin Ma, Xiao Yuan,
• Abstract要約: これらの課題に同時に対処するハイブリッド量子古典的フレームワークを導入する。 H2, LiH, H4の基底状態エネルギーに対して, ほぼ完全な構成相互作用の精度を示し, ノイズの多いハードウェア上でのC6H8の正確な散乱強度を算出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.6795197045053705
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Accurate ground-state calculations on noisy quantum computers are fundamentally limited by restricted ansatz expressivity and unavoidable hardware errors. We introduce a hybrid-quantum classical framework that simultaneously addresses these challenges. Our method systematically purifies noisy two electron reduced density matrices from quantum devices by enforcing N-representability conditions through efficient semidefinite programming, guided by a norm-based distance constraint to the experimental data. To implement this constraint, we develop a hardware efficient calibration protocol based on Clifford circuits. We demonstrate near full configuration interaction accuracy for ground-state energies of H2, LiH, and H4, and compute precise scattering intensities for C6H8 on noisy hardware. This approach surpasses conventional methods by simultaneously overcoming both ansatz limitations and hardware noise, establishing a scalable route to quantum advantage and marking a critical step toward reliable simulations of complex molecularnsystems on noisy devices.
• Abstract（参考訳）: ノイズの多い量子コンピュータ上の正確な基底状態計算は、制限されたアンサッツ表現率と避けられないハードウェアエラーによって基本的に制限される。 これらの課題に同時に対処するハイブリッド量子古典的フレームワークを導入する。 提案手法は, 実験データにノルムに基づく距離制約を伴って, N-表現性条件を効率よく半有限計画法により強制することにより, 量子デバイスからノイズの多い2つの電子還元密度行列を体系的に浄化する。 この制約を実装するために,Clifford回路に基づくハードウェアの効率的な校正プロトコルを開発した。 我々は,H2,LiH,H4の基底状態エネルギーに対するほぼ完全な構成相互作用の精度を示し,ノイズの多いハードウェア上でC6H8の正確な散乱強度を算出する。 このアプローチは、アンザッツ制限とハードウェアノイズの両方を同時に克服し、量子優位性へのスケーラブルな経路を確立し、ノイズの多いデバイス上の複雑な分子子系の信頼できるシミュレーションへの重要なステップをマークすることで、従来の手法を克服する。

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