基于 qiskit API 的 VQE 中自适应导数组装伪 Trotter 拟设研究
量子物理
2022-10-28 v1
摘要
针对量子相位估计算法不适用于 NISQ 器件且难以超越经典计算机的问题,人们设计了变分量子算法(VQAs)。我们关注的对象是所谓的变分量子本征求解器(VQE)算法,其最初用于模拟电子结构并计算给定分子的基态。VQE 由两个主要部分组成:一个拟设和一个经典优化器。拟设在量子器件上运行,旨在模拟波函数,拟设的参数将被优化直至期望值最小。最初使用的拟设称为 UCCSD,其基于耦合簇理论。UCCSD 的主要问题在于需要优化的参数数量庞大,这引出了自适应导数组装伪 Trotter 拟设 VQE(ADAPT-VQE),它以最少的参数确定准最优拟设。ADAPT-VQE 的关键在于每一步逐步生长拟设,从预先确定的算符池中逐个添加算符,确保每一步恢复最大量的关联能。根据初始算符池的不同,存在多种 ADAPT-VQE,如费米子 ADAPT、量子比特 ADAPT 甚至基于量子比特激发的(QEB)。我们的目标是实现前述不同类型的 ADAPT-VQE。在简要回顾这些概念的理论背景后,我们将使用 qiskit 实现每种算法。我们还将在参数数量、精度或所用 CNOT 门数量等不同准则上,于 H2 和 LiH 分子上比较所有这些算法。随后我们将对所得结果进行简要讨论。
引用
@article{arxiv.2210.15438,
title = {Study of Adaptative Derivative-Assemble Pseudo-Trotter Ansatzes in VQE through qiskit API},
author = {Max Alteg and Baptiste Chevalier and Octave Mestoudjian and Johan-Luca Rossi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.15438},
year = {2022}
}
备注
33 pages, 19 figures