論文の概要: Convergence of sample-based quantum diagonalization on a variable-length cuprate chain

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.04962v1
• Date: Thu, 04 Dec 2025 16:30:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-05 21:11:46.271262
• Title: Convergence of sample-based quantum diagonalization on a variable-length cuprate chain
• Title（参考訳）: 可変長銅鎖上のサンプルベース量子対角化の収束
• Authors: L. Andrew Wray, Cheng-Ju Lin, Vincent Su, Hrant Gharibyan,
• Abstract要約: 2から6個の酸化銅プラケットからなる可変長分子の最小分子軌道ベースでのスケーリングについて検討する。 その結果,全接続性の実現,SQDアルゴリズムの拡張順序の向上,Hartree-Fock分子軌道ベースの採用などにより,サンプリングボトルネックを克服する上で重要な役割を担っていることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.17499351967216337
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Sample-based quantum diagonalization (SQD) is an algorithm for hybrid quantum-classical molecular simulation that has been of broad interest for application with noisy intermediate scale quantum (NISQ) devices. However, SQD does not always converge on a practical timescale. Here, we explore scaling of the algorithm for a variable-length molecule made up of 2 to 6 copper oxide plaquettes with a minimal molecular orbital basis. The results demonstrate that enabling all-to-all connectivity, instituting a higher expansion order for the SQD algorithm, and adopting a non-Hartree-Fock molecular orbital basis can all play significant roles in overcoming sampling bottlenecks, though with tradeoffs that need to be weighed against the capabilities of quantum and classical hardware. Additionally, we find that noise on a real quantum computer, the Quantinuum H2 trapped ion device, can improve energy convergence beyond expectations based on noise-free statevector simulations.
• Abstract（参考訳）: サンプルベース量子対角化(英: Sample-based quantum diagonalization, SQD)は、混成量子古典分子シミュレーションのアルゴリズムであり、ノイズのある中間スケール量子(NISQ)デバイスで応用するために広く関心を集めてきた。 しかし、SQDは必ずしも実際の時間スケールに収束しない。 そこで本研究では, 最小分子軌道ベースで2～6個の酸化銅プラケットからなる可変長分子のスケーリングについて検討する。 以上の結果から,SQDアルゴリズムの高次展開順序を設定し,非ハートリー・フォック分子軌道ベースを採用することにより,量子ハードウェアや古典ハードウェアの能力に見合うトレードオフを伴いながら,サンプリングボトルネックを克服する上で重要な役割を担っていることが明らかとなった。 さらに、実量子コンピュータのノイズ、すなわち量子H2トラップイオンデバイスは、ノイズのない状態ベクトルシミュレーションに基づいて、期待以上のエネルギー収束を改善することができる。

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