基于量子比特激发的自适应变分量子本征求解器
量子物理
2021-10-15 v2
摘要
利用变分量子本征求解器（VQE）进行分子模拟是新兴含噪中等规模量子计算机的一个有前景的应用。构建易于优化且由浅层量子电路实现的精确分子拟设，对此类模拟的成功实现至关重要。拟设通常构造为一系列费米子激发演化。相反，我们展示了利用“量子比特激发演化”构建拟设的效用，与费米子激发演化不同，其服从“量子比特对易关系”。我们表明，尽管缺乏费米子激发演化的部分物理特征，量子比特激发演化仍能精确构建拟设，同时渐近地需要更少的门。利用量子比特激发演化，我们引入了基于量子比特激发的自适应（QEB-ADAPT）-VQE 协议。QEB-ADAPT-VQE 是对 ADAPT-VQE 的改进，其使用问题定制的拟设进行分子模拟，通过迭代追加量子比特激发算符的演化来增长拟设。通过对小分子的经典数值模拟，我们对 QEB-ADAPT-VQE 进行基准测试，并将其与原始的费米子-ADAPT-VQE 和量子比特-ADAPT-VQE 进行比较。在电路效率和收敛速度方面，我们证明 QEB-ADAPT-VQE 优于量子比特-ADAPT-VQE，据我们所知，后者曾是此前最具电路效率的可扩展分子模拟 VQE 协议。
引用
@article{arxiv.2011.10540,
title = {Qubit-excitation-based adaptive variational quantum eigensolver},
author = {Yordan S. Yordanov and V. Armaos and Crispin H. W. Barnes and David R. M. Arvidsson-Shukur},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.10540},
year = {2021}
}