論文の概要: Reducing quantum resources for ADAPT-VQE via plateau-operator elimination and correlated mean-field downfolding
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.00575v1
- Date: Wed, 01 Jul 2026 07:59:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-02 19:56:07.793696
- Title: Reducing quantum resources for ADAPT-VQE via plateau-operator elimination and correlated mean-field downfolding
- Title（参考訳）: プレート演算除去と相関平均場下降によるADAPT-VQEの量子資源削減
- Abstract要約: 本稿では,非貢献型演算子をプールから除去する演算子除去法を提案する。
前者は後者や標準ADAPT-VQEよりもスムーズかつ高速に収束する。
その結果,演算子の除去は回路深さとカウントを著しく減少させることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Adaptive Derivative-Assembled Problem-Tailored variational quantum eigensolvers (ADAPT-VQE) represent one of the most promising approaches for quantum chemistry on near-term quantum devices. However, their optimization is slow and may stall due to vanishing parameters and redundant operators in the ansatz. In this work, we propose a simple strategy of operator elimination that removes non-contributing operators from the pool once they are detected, enabling the optimization to continue progressing toward convergence. We examine two variants, with and without pool restoration after elimination, and find that the former converges more smoothly and faster than the latter and the standard ADAPT-VQE. To capture dynamical correlations between the active space and its environment, we combine ADAPT-VQE with our recently developed downfolding approach, the one-body downfolding framework (OBDF). In OBDF, the bare molecular Hamiltonian in the active space is replaced by a correlated effective Hamiltonian that incorporates dynamical correlation effects outside the active space. We benchmark our implementation on a linear \ce{H_6} chain, an \ce{H_6} lattice, an \ce{H_6} ring, and the \ce{N_2} molecule using the OpenFermion simulator. Our results show that operator elimination significantly reduces circuit depth and iteration count, and that OBDF-ADAPT-VQE yields energies closer to the full configuration interaction (FCI) reference than the standard approach within the same active space.
- Abstract（参考訳）: Adaptive Derivative-Assembled Problem-Tailored variational quantum eigensolvers (ADAPT-VQE) は、短期量子デバイスにおける量子化学の最も有望なアプローチの1つである。
しかし、それらの最適化は遅く、アンザッツのパラメータや冗長演算子がなくなるために停止する可能性がある。
そこで本研究では,非貢献演算子を検出された後にプールから排除し,コンバージェンスに向けて最適化を継続する,演算子除去の簡単な戦略を提案する。
除去後のプール復元を伴わない2つの変種について検討し, 前者は後者および標準ADAPT-VQEよりもスムーズかつ高速に収束することを確認した。
アクティブ空間と環境の動的相関を捉えるため,最近開発された単体下降フレームワーク(OBDF)とADAPT-VQEを組み合わせた。
OBDFでは、活性空間の素分子ハミルトニアンは、活性空間の外側の動的相関効果を含む相関有効ハミルトニアンに置き換えられる。
我々は,線形な \ce{H_6} 鎖, \ce{H_6} 格子, \ce{H_6} 環, OpenFermion シミュレータを用いた \ce{N_2} 分子をベンチマークした。
その結果,演算子の除去は回路深さと繰り返し回数を大幅に減少させ,OBDF-ADAPT-VQEは同一のアクティブ空間における標準手法よりもフル構成相互作用(FCI)参照に近いエネルギーを得ることがわかった。
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