量子交替算子拟设（QAOA）相图及其在量子化学中的应用
量子物理
2021-10-28 v2 材料科学
强关联电子
摘要
确定哈密顿量基态和能量是一项具有挑战性的任务，在量子计算机上有许多可能的方法。虽然变分量子本征求解器是近期硬件的热门方法，绝热态制备是一种不需要噪声参数优化的替代方案。除绝热调度外，QAOA 是优化问题的重要方法。在这项工作中，我们修改 QAOA 以应用于寻找分子的基态，并在数个分子上对所修改算法进行实证评估。该修改应用经典近似中使用的物理见解来构造合适的 QAOA 算符和初始态。我们发现了 QAOA 作为步数和参数大小函数的鲁棒定性行为，并证明该行为也出现在应用于组合搜索的标准 QAOA 中。为此我们引入 QAOA 相图，以捕捉其在各种极限下的性能和性质。特别地，我们展示了一个区域，其中非绝热调度在采用更低量子电路深度的同时比绝热极限表现更好。我们进一步提供证据表明我们的结果和见解也适用于化学之外的 QAOA 应用。
引用
@article{arxiv.2108.13056,
title = {Quantum Alternating Operator Ansatz (QAOA) Phase Diagrams and Applications for Quantum Chemistry},
author = {Vladimir Kremenetski and Tad Hogg and Stuart Hadfield and Stephen J. Cotton and Norm M. Tubman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.13056},
year = {2021}
}
备注
5 pages, 2 figures, plus appendix