基于切比雪夫逼近的变分耦合簇量子计算方法

Luca Erhart; Yuichiro Yoshida; Viktor Khinevich; Wataru Mizukami

基于切比雪夫逼近的变分耦合簇量子计算方法

量子物理 2024-06-12 v1 化学物理

作者: Luca Erhart , Yuichiro Yoshida , Viktor Khinevich , Wataru Mizukami

摘要

我们提出了一种在量子计算机上近似实现变分耦合簇 (VCC) 理论的方法，后者在经典计算机上面临计算成本的指数级增长。为此，我们采用切比雪夫多项式展开指数簇算子，并引入两种方法：切比雪夫逼近变分耦合簇 (C $^d$ -VCC) 和厄米特部分切比雪夫逼近变分耦合簇 (HC $^d$ -VCC)，其中 $d$ 表示切比雪夫多项式的最大次数。后者方法将簇算子分解为反厄米特部分和厄米特部分，其中反厄米特部分由无缝分解的酉耦合簇 ansatz 表示，厄米特部分则采用切比雪夫展开进行近似。我们使用量子奇异值变换技术说明 HC $^d$ -VCC 在量子电路中的实现。数值仿真表明，C $^d$ -VCC 随着截断次数 $d$ 的增加而迅速收敛于精确的 VCC，而 HC $^d$ -VCC 在切比雪夫展开误差上显著优于 C $^d$ -VCC。预计 HC $^d$ -VCC 方法在量子计算机上实现非酉耦合簇波函数对于初始状态准备以及在量子计算后进行经典处理的量子态高效tomography具有实用价值。

关键词

变分耦合簇切比雪夫多项式量子计算厄米特部分量子奇异值变换

引用

@article{arxiv.2406.07364,
  title  = {Chebyshev Approximated Variational Coupled Cluster for Quantum Computing},
  author = {Luca Erhart and Yuichiro Yoshida and Viktor Khinevich and Wataru Mizukami},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.07364},
  year   = {2024}
}

备注

8 pages, 4 figures

基于切比雪夫逼近的变分耦合簇量子计算方法

摘要

关键词

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备注

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