Pemecah Eigen Putar Kuantum Variasi Variasi yang Ditingkatkan

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Pemecah eigen putaran kuantum variasional yang ditingkatkan simetri PlatoBlockchain Data Intelligence. Pencarian Vertikal. Ai.

Chufan Ly¹, Xusheng Xu², Man-Hong Yung^2,3,4, dan Abolfazl Bayat¹

¹Institut Ilmu Dasar dan Perbatasan, Universitas Sains dan Teknologi Elektronik Tiongkok, Chengdu 610051, Tiongkok
²Lembaga Penelitian Pusat, Lab 2012, Huawei Technologies
³Departemen Fisika, Universitas Sains dan Teknologi Selatan, Shenzhen 518055, Cina
⁴Institut Sains dan Teknik Kuantum Shenzhen, Universitas Sains dan Teknologi Selatan, Shenzhen 518055, Cina

Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.

Abstrak

Algoritme klasik kuantum variasional adalah pendekatan paling menjanjikan untuk mencapai keunggulan kuantum pada simulator kuantum jangka pendek. Di antara metode-metode ini, pemecah eigen kuantum variasional telah menarik banyak perhatian dalam beberapa tahun terakhir. Meskipun sangat efektif untuk mensimulasikan keadaan dasar sistem banyak benda, generalisasinya ke keadaan tereksitasi memerlukan banyak sumber daya. Di sini, kami menunjukkan bahwa masalah ini dapat diperbaiki secara signifikan dengan memanfaatkan kesimetrian Hamiltonian. Peningkatan ini bahkan lebih efektif untuk status eigen energi yang lebih tinggi. Kami memperkenalkan dua metode untuk menggabungkan simetri. Pada pendekatan pertama, yang disebut pelestarian simetri perangkat keras, semua simetri disertakan dalam desain rangkaian. Pada pendekatan kedua, fungsi biaya diperbarui untuk memasukkan simetri. Pendekatan pelestarian simetri perangkat keras memang mengungguli pendekatan kedua. Namun, mengintegrasikan semua kesimetrian dalam desain sirkuit bisa jadi sangat menantang. Oleh karena itu, kami memperkenalkan metode pelestarian simetri hibrid di mana simetri dibagi antara rangkaian dan fungsi biaya klasik. Hal ini memungkinkan untuk memanfaatkan keunggulan simetri sekaligus mencegah desain sirkuit yang canggih.

Ringkasan populer

Simulator kuantum dengan cepat muncul di berbagai platform fisik. Namun, simulator Intermediate-Scale Quantum (NISQ) yang berisik saat ini mengalami inisialisasi yang tidak sempurna, pengoperasian yang berisik, dan pembacaan yang salah. Algoritme kuantum variasional telah diusulkan sebagai pendekatan paling menjanjikan untuk mencapai keunggulan kuantum pada perangkat NISQ. Dalam algoritma ini, kompleksitas dibagi antara simulator kuantum berparameter dan pengoptimal klasik untuk mengoptimalkan parameter rangkaian. Oleh karena itu, dalam algoritma kuantum variasional kita berurusan dengan sumber daya kuantum dan klasik, yang keduanya harus efisien. Di sini, kami fokus pada algoritma Variational Quantum Eigensolver (VQE), yang telah dirancang untuk menghasilkan status eigen berenergi rendah secara bervariasi dari sistem banyak benda pada simulator kuantum. Kami memanfaatkan simetri sistem untuk meningkatkan efisiensi sumber daya dalam algoritma VQE. Dua metode diselidiki: (i) menggabungkan simetri dalam desain rangkaian yang secara alami menghasilkan keadaan kuantum dengan simetri yang diinginkan; dan (ii) menambahkan suku tambahan ke fungsi biaya untuk memberi penalti pada keadaan kuantum tanpa simetri yang relevan. Melalui analisis ekstensif, kami menunjukkan bahwa pendekatan pertama jauh lebih efisien dalam hal sumber daya, baik dalam kaitannya dengan sumber daya kuantum maupun klasik. Dalam skenario realistis, seseorang mungkin perlu menggunakan skema hibrid di mana beberapa simetri digabungkan dalam perangkat keras dan beberapa lainnya ditargetkan melalui fungsi biaya.

► data BibTeX

@article{Lyu2023symmetryenhanced, doi = {10.22331/q-2023-01-19-899}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-01-19-899}, title = {Simetri ditingkatkan variasional quantum spin eigensolver}, penulis = {Lyu, Chufan dan Xu, Xusheng dan Yung, Man-Hong dan Bayat, Abolfazl}, jurnal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, penerbit = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volume = {7}, halaman = {899}, bulan = Januari, tahun = {2023} }

► Referensi

[1] Christian Kokail, Christine Maier, Rick van Bijnen, Tiff Brydges, Manoj K Joshi, Petar Jurcevic, Christine A Muschik, Pietro Silvi, Rainer Blatt, Christian F Roos, dkk. "Simulasi kuantum variasi model kisi yang memverifikasi sendiri". Alam 569, 355–360 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1177-4

[2] Alan Aspuru-Guzik, Anthony D Dutoi, Peter J Love, dan Martin Head-Gordon. "Simulasi perhitungan kuantum energi molekul". Sains 309, 1704–1707 (2005).
https:///doi.org/10.1126/science.1113479

[3] Coba Helgaker, Poul Jorgensen, dan Jeppe Olsen. “Teori struktur elektronik molekul”. John Wiley & Sons, Ltd (2013).
https: / / doi.org/ 10.1002 / 9781119019572

[4] Roman Orus, Samuel Mugel, dan Enrique Lizaso. "Komputasi kuantum untuk keuangan: Tinjauan dan prospek". Ulasan dalam Fisika 4, 100028 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.revip.2019.100028

[5] Patrick Rebentrost, Brajesh Gupt, dan Thomas R Bromley. "Keuangan komputasi kuantum: Penetapan harga derivatif keuangan Monte carlo". Fis. Pdt.A 98, 022321 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.98.022321

[6] Daniel J Egger, Claudio Gambella, Jakub Marecek, Scott McFaddin, Martin Mevissen, Rudy Raymond, Andrea Simonetto, Stefan Woerner, dan Elena Yndurain. “Komputasi kuantum untuk keuangan: canggih dan prospek masa depan”. Transaksi IEEE pada Rekayasa Kuantum (2020).
https: / / doi.org/ 10.1109 / tqe.2020.3030314

[7] Pranjal Bordia, Henrik Lüschen, Sebastian Scherg, Sarang Gopalakrishnan, Michael Knap, Ulrich Schneider, dan Immanuel Bloch. “Menyelidiki relaksasi lambat dan lokalisasi banyak tubuh dalam sistem kuasiperiodik dua dimensi”. Fis. Pdt. X 7, 041047 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevx.7.041047

[8] Michael Schreiber, Sean S Hodgman, Pranjal Bordia, Henrik P Lüschen, Mark H Fischer, Ronen Vosk, Ehud Altman, Ulrich Schneider, dan Immanuel Bloch. “Pengamatan lokalisasi banyak benda dari fermion yang berinteraksi dalam kisi optik kuasi-acak”. Sains 349, 842–845 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aaa7432

[9] Christian Gross dan Immanuel Bloch. “Simulasi kuantum dengan atom ultradingin dalam kisi optik”. Sains 357, 995–1001 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aal3837

[10] Cornelius Hempel, Christine Maier, Jonathan Romero, Jarrod McClean, Thomas Monz, Heng Shen, Petar Jurcevic, Ben P Lanyon, Peter Love, Ryan Babbush, dkk. “Perhitungan kimia kuantum pada simulator kuantum ion terperangkap”. Fis. Pdt. X 8, 031022 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.031022

[11] Ben P Lanyon, Cornelius Hempel, Daniel Nigg, Markus Müller, Rene Gerritsma, F Zähringer, Philipp Schindler, Julio T Barreiro, Markus Rambach, Gerhard Kirchmair, dkk. “Simulasi kuantum digital universal dengan ion-ion yang terperangkap”. Sains 334, 57–61 (2011).
https:///doi.org/10.1126/science.1208001

[12] Alan Aspuru-Guzik dan Philip Walther. “Simulator kuantum fotonik”. Nat. Fis. 8, 285–291 (2012).
https:///doi.org/10.1038/nphys2253

[13] Jianwei Wang, Fabio Sciarrino, Anthony Laing, dan Mark G Thompson. “Teknologi kuantum fotonik terintegrasi”. Nat. Fotonik 14, 273–284 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41566-019-0532-1

[14] Toivo Hensgens, Takafumi Fujita, Laurens Janssen, Xiao Li, CJ Van Diepen, Christian Reichl, Werner Wegscheider, S Das Sarma, dan Lieven MK Vandersypen. “Simulasi kuantum model fermi – hubbard menggunakan array titik kuantum semikonduktor”. Alam 548, 70–73 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature23022

[15] J Salfi, JA Mol, R Rahman, G Klimeck, MY Simmons, LCL Hollenberg, dan S Rogge. “Simulasi kuantum model hubbard dengan atom dopan dalam silikon”. Nat. Komunitas. 7, 1–6 (2016).
https:///doi.org/10.1038/ncomms11342

[16] Frank Arute, Kunal Arya, Ryan Babbush, Dave Bacon, Joseph C Bardin, Rami Barends, Sergio Boixo, Michael Broughton, Bob B Buckley, David A Buell, dkk. “Hartree-fock pada komputer kuantum qubit superkonduktor”. Sains 369, 1084–1089 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.abb9811

[17] Rami Barends, Alireza Shabani, Lucas Lamata, Julian Kelly, Antonio Mezzacapo, Urtzi Las Heras, Ryan Babbush, Austin G Fowler, Brooks Campbell, Yu Chen, dkk. “Komputasi kuantum adiabatik digital dengan sirkuit superkonduktor”. Alam 534, 222–226 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature17658

[18] John Preskill. “Komputasi kuantum di era nisq dan seterusnya”. Kuantum 2, 79 (2018).
https://doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79

[19] Kishor Bharti, Alba Cervera-Lierta, Thi Ha Kyaw, Tobias Haug, Sumner Alperin-Lea, Abhinav Anand, Matthias Degroote, Hermanni Heimonen, Jakob S. Kottmann, Tim Menke, Wai-Keong Mok, Sukin Sim, Leong-Chuan Kwek, dan Alan Aspuru-Guzik. “Algoritme kuantum skala menengah yang berisik”. Pendeta Mod. Fis. 94 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / revmodphys.94.015004

[20] Alberto Peruzzo, Jarrod McClean, Peter Shadbolt, Man-Hong Yung, Xiao-Qi Zhou, Peter J Love, Alán Aspuru-Guzik, dan Jeremy L O'brien. “Pemecah nilai eigen variasional pada prosesor kuantum fotonik”. Nat. Komunitas. 5, 1–7 (2014).
https:///doi.org/10.1038/ncomms5213

[21] Marco Cerezo, Andrew Arrasmith, Ryan Babbush, Simon C Benjamin, Suguru Endo, Keisuke Fujii, Jarrod R McClean, Kosuke Mitarai, Xiao Yuan, Lukasz Cincio, dkk. “Algoritma kuantum variasional”. Nat. Pendeta Phys.Halaman 1–20 (2021).
https://doi.org/10.1038/s42254-021-00348-9

[22] Jarrod R McClean, Jonathan Romero, Ryan Babbush, dan Alán Aspuru-Guzik. “Teori algoritma klasik kuantum hibrida variasional”. J.Fisika baru. 18, 023023 (2016).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/2/023023

[23] Xiao Yuan, Suguru Endo, Qi Zhao, Ying Li, and Simon C Benjamin. "Teori simulasi kuantum variasional". Kuantum 3, 191 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-10-07-191

[24] Tao Xin, Xinfang Nie, Xiangyu Kong, Jingwei Wen, Dawei Lu, dan Jun Li. “Tomografi keadaan murni kuantum melalui metode klasik kuantum hibrida variasional”. Fis. Pdt. Diterapkan 13, 024013 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.13.024013

[25] Jacob Biamonte, Peter Wittek, Nicola Pancotti, Patrick Rebentrost, Nathan Wiebe, and Seth Lloyd. "Pembelajaran mesin kuantum". Alam 549, 195–202 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature23474

[26] Srinivasan Arunachalam dan Ronald de Wolf. “Survei teori pembelajaran kuantum” (2017). arXiv:1701.06806.
arXiv: 1701.06806

[27] Carlo Ciliberto, Mark Herbster, Alessandro Davide Ialongo, Massimiliano Pontil, Andrea Rocchetto, Simone Severini, dan Leonard Wossnig. “Pembelajaran mesin kuantum: perspektif klasik”. Prosiding Royal Society A: Ilmu Matematika, Fisika dan Teknik 474, 20170551 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2017.0551

[28] Vedran Dunjko dan Hans J Briegel. "Pembelajaran mesin & kecerdasan buatan dalam domain kuantum: tinjauan kemajuan terkini". Laporan Kemajuan Fisika 81, 074001 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1361-6633 / aab406

[29] Edward Farhi dan Hartmut Neven. “Klasifikasi dengan jaringan saraf kuantum pada prosesor jangka pendek” (2018). arXiv:1802.06002.
arXiv: 1802.06002

[30] Maria Schuld dan Nathan Killoran. “Pembelajaran mesin kuantum di ruang fitur hilbert”. Fis. Pendeta Lett. 122, 040504 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.122.040504

[31] Edward Farhi, Jeffrey Goldstone, dan Sam Gutmann. “Algoritma optimasi perkiraan kuantum” (2014). arXiv:1411.4028.
arXiv: 1411.4028

[32] Sergey Bravyi, Alexander Kliesch, Robert Koenig, dan Eugene Tang. “Hambatan untuk optimasi kuantum variasional dari perlindungan simetri”. Fis. Pendeta Lett. 125, 260505 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.125.260505

[33] Cristina Cirstoiu, Zoe Holmes, Joseph Iosue, Lukasz Cincio, Patrick J Coles, dan Andrew Sornborger. “Penerusan cepat variasi untuk simulasi kuantum melampaui waktu koherensi”. Npj Kuantum Inf. 6, 1–10 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41534-020-00302-0

[34] Joe Gibbs, Kaitlin Gili, Zoë Holmes, Benjamin Commeau, Andrew Arrasmith, Lukasz Cincio, Patrick J. Coles, dan Andrew Sornborger. “Simulasi jangka panjang dengan ketelitian tinggi pada perangkat keras kuantum” (2021). arXiv:2102.04313.
arXiv: 2102.04313

[35] Sam McArdle, Tyson Jones, Suguru Endo, Ying Li, Simon C Benjamin, dan Xiao Yuan. “Simulasi kuantum berbasis ansatz variasi dari evolusi waktu imajiner”. Npj Kuantum Inf. 5, 1–6 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0187-2

[36] Kentaro Heya, Ken M Nakanishi, Kosuke Mitarai, dan Keisuke Fujii. “Simulator kuantum variasional subruang” (2019). arXiv:1904.08566.
arXiv: 1904.08566

[37] Joonsuk Huh, Sarah Mostame, Takatoshi Fujita, Man-Hong Yung, dan Alán Aspuru-Guzik. “Transformasi rendaman aljabar linier untuk simulasi sistem kuantum terbuka yang kompleks”. J.Fisika baru. 16, 123008 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/12/123008

[38] Zixuan Hu, Rongxin Xia, dan Sabre Kais. “Algoritme kuantum untuk mengembangkan dinamika kuantum terbuka pada perangkat komputasi kuantum”. Sains. Ulangan 10, 1–9 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41598-020-60321-x

[39] Suguru Endo, Jinzhao Sun, Ying Li, Simon C Benjamin, dan Xiao Yuan. “Simulasi kuantum variasi dari proses umum”. Fis. Pendeta Lett. 125, 010501 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.125.010501

[40] Tobias Haug dan Kishor Bharti. “Simulator berbantuan kuantum umum” (2020). arXiv:2011.14737.
arXiv: 2011.14737

[41] Johannes Jakob Meyer, Johannes Borregaard, dan Jens Eisert. “Kotak alat variasi untuk estimasi multi-parameter kuantum”. Npj Kuantum Inf. 7, 1–5 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-021-00425-y

[42] Johannes Jakob Meyer. “Informasi Fisher dalam aplikasi kuantum skala menengah yang bising”. Kuantum 5, 539 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-09-09-539

[43] Jacob L. Beckey, M. Cerezo, Akira Sone, dan Patrick J. Coles. “Algoritma kuantum variasional untuk memperkirakan informasi nelayan kuantum”. Fis. Pdt. Res. 4 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.4.013083

[44] Raphael Kaubruegger, Pietro Silvi, Christian Kokail, Rick van Bijnen, Ana Maria Rey, Jun Ye, Adam M Kaufman, dan Peter Zoller. “Algoritme pemerasan putaran variasi pada sensor kuantum yang dapat diprogram”. Fis. Pendeta Lett. 123, 260505 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.123.260505

[45] Bálint Koczor, Suguru Endo, Tyson Jones, Yuichiro Matsuzaki, dan Simon C Benjamin. “Metrologi kuantum keadaan variasi”. J.Fisika baru. 22, 083038 (2020).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/ab965e

[46] Ziqi Ma, Pranav Gokhale, Tian-Xing Zheng, Sisi Zhou, Xiaofei Yu, Liang Jiang, Peter Maurer, dan Frederic T. Chong. “Pembelajaran sirkuit adaptif untuk metrologi kuantum”. Pada Konferensi Internasional IEEE tentang Komputasi dan Teknik Kuantum (QCE) tahun 2021. IEEE (2021).

[47] Tobias Haug dan MS Kim. “Sirkuit kuantum berparametri alami”. Fis. Pdt.A 106, 052611 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.106.052611

[48] Changsu Cao, Jiaqi Hu, Wengang Zhang, Xusheng Xu, Dechin Chen, Fan Yu, Jun Li, Hanshi Hu, Dingshun Lv, dan Man-Hong Yung. “Menuju simulasi molekuler yang lebih besar pada komputer kuantum: Sistem hingga 28 qubit dipercepat dengan simetri kelompok titik” (2021). arXiv:2109.02110.
arXiv: 2109.02110

[49] Abhinav Kandala, Antonio Mezzacapo, Kristan Temme, Maika Takita, Markus Brink, Jerry M Chow, and Jay M Gambetta. “Eigensolver kuantum variasional yang efisien perangkat keras untuk molekul kecil dan magnet kuantum”. Alam 549, 242–246 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature23879

[50] Yunseong Nam, Jwo-Sy Chen, Neal C Pisenti, Kenneth Wright, Conor Delaney, Dmitri Maslov, Kenneth R Brown, Stewart Allen, Jason M Amini, Joel Apisdorf, dkk. “Estimasi energi keadaan dasar molekul air pada komputer kuantum ion yang terperangkap”. Npj Kuantum Inf. 6, 1–6 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41534-020-0259-3

[51] Carlos Bravo-Prieto, Josep Lumbreras-Zarapico, Luca Tagliacozzo, dan José I. Latorre. “Penskalaan kedalaman sirkuit kuantum variasional untuk sistem materi terkondensasi”. Kuantum 4, 272 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-05-28-272

[52] Chufan Lyu, Victor Montenegro, dan Abolfazl Bayat. “Algoritme variasi yang dipercepat untuk simulasi kuantum digital dari keadaan dasar banyak benda”. Kuantum 4, 324 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-09-16-324

[53] Alexei Uvarov, Jacob D Biamonte, dan Dmitry Yudin. “Pemecah eigen kuantum variasi untuk sistem kuantum yang frustrasi”. Fis. Pdt B 102, 075104 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevb.102.075104

[54] Ken N. Okada, Keita Osaki, Kosuke Mitarai, dan Keisuke Fujii. “Identifikasi fase topologi menggunakan pemecah eigen kuantum variasional yang dioptimalkan secara klasik” (2022). arXiv:2202.02909.
arXiv: 2202.02909

[55] Ming-Cheng Chen, Ming Gong, Xiaosi Xu, Xiao Yuan, Jian-Wen Wang, Can Wang, Chong Ying, Jin Lin, Yu Xu, Yulin Wu, dkk. “Demonstrasi komputasi kuantum variasi adiabatik dengan koprosesor kuantum superkonduktor”. Fis. Pendeta Lett. 125, 180501 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.125.180501

[56] Matthew P Harrigan, Kevin J Sung, Matthew Neeley, Kevin J Satzinger, Frank Arute, Kunal Arya, Juan Atalaya, Joseph C Bardin, Rami Barends, Sergio Boixo, dkk. “Optimasi perkiraan kuantum dari masalah grafik non-planar pada prosesor superkonduktor planar”. Nat. Fis. 17, 332–336 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-020-01105-y

[57] Guido Pagano, Aniruddha Bapat, Patrick Becker, Katherine S Collins, Arinjoy De, Paul W Hess, Harvey B Kaplan, Antonis Kyprianidis, Wen Lin Tan, Christopher Baldwin, dkk. “Optimasi perkiraan kuantum dari model ising jarak jauh dengan simulator kuantum ion terperangkap”. Prosiding National Academy of Sciences 117, 25396–25401 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.2006373117

[58] Andrew Zhao, Andrew Tranter, William M Kirby, Shu Fay Ung, Akimasa Miyake, dan Peter J Love. “Pengurangan pengukuran dalam algoritma kuantum variasional”. Fis. Pdt.A 101, 062322 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.101.062322

[59] Artur F Izmaylov, Tzu-Ching Yen, Robert A Lang, dan Vladyslav Verteletskyi. “Pendekatan partisi kesatuan untuk masalah pengukuran dalam metode pemecah eigen kuantum variasional”. J.kimia. Teori Komputasi. 16, 190–195 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1021 / acs.jctc.9b00791

[60] Vladyslav Verteletskyi, Tzu-Ching Yen, dan Artur F Izmaylov. “Optimalisasi pengukuran dalam pemecah eigen kuantum variasional menggunakan penutup klik minimum”. J.kimia. Fis. 152, 124114 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5141458

[61] Pranav Gokhale, Olivia Angiuli, Yongshan Ding, Kaiwen Gui, Teague Tomesh, Martin Suchara, Margaret Martonosi, dan Frederic T. Chong. “$o(n^3)$ biaya pengukuran untuk pemecah eigen kuantum variasional pada molekuler hamiltonian”. Transaksi IEEE pada Rekayasa Kuantum 1, 1–24 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TQE.2020.3035814

[62] Alexis Ralli, Peter J Love, Andrew Tranter, dan Peter V Coveney. “Implementasi pengurangan pengukuran untuk pemecah eigen kuantum variasional”. Fis. Pdt. Res. 3, 033195 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.3.033195

[63] Barnaby van Straaten dan Bálint Koczor. "Biaya pengukuran algoritme kuantum variasional sadar metrik". PRX Quantum 2, 030324 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / prxquantum.2.030324

[64] Edward Grant, Leonard Wossnig, Mateusz Ostaszewski, and Marcello Benedetti. "Strategi inisialisasi untuk mengatasi dataran tinggi tandus di sirkuit kuantum parametrized". Kuantum 3, 214 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-12-09-214

[65] Tyler Volkoff dan Patrick J Coles. “Gradien besar melalui korelasi dalam sirkuit kuantum berparameter acak”. Ilmu Pengetahuan Kuantum. Teknologi. 6, 025008 (2021).
https://doi.org/10.1088/2058-9565/abd891

[66] James Stokes, Josh Izaac, Nathan Killoran, dan Giuseppe Carleo. “Gradien alami kuantum”. Kuantum 4, 269 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-05-25-269

[67] Sami Khairy, Ruslan Shaydulin, Lukasz Cincio, Yuri Alexeev, dan Prasanna Balaprakash. “Belajar mengoptimalkan rangkaian kuantum variasional untuk memecahkan masalah kombinatorial”. Prosiding Konferensi AAAI tentang Kecerdasan Buatan 34, 2367–2375 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1609 / aaai.v34i03.5616

[68] András Gilyén, Srinivasan Arunachalam, dan Nathan Wiebe. “Mengoptimalkan algoritma optimasi kuantum melalui komputasi gradien kuantum yang lebih cepat”. Dalam Prosiding Simposium ACM-SIAM Tahunan Ketiga Puluh tentang Algoritma Diskrit. Halaman 1425–1444. Masyarakat Matematika Industri dan Terapan (2019).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 1.9781611975482.87

[69] Mateusz Ostaszewski, Lea M. Trenkwalder, Wojciech Masarczyk, Eleanor Scerri, dan Vedran Dunjko. “Pembelajaran penguatan untuk optimalisasi arsitektur sirkuit kuantum variasional” (2021). arXiv:2103.16089.
arXiv: 2103.16089

[70] Mohammad Pirhooshyaran dan Tamas Terlaky. “Pencarian desain sirkuit kuantum” (2020). arXiv:2012.04046.
arXiv: 2012.04046

[71] Thomas Fösel, Murphy Yuezhen Niu, Florian Marquardt, dan Li Li. “Optimasi sirkuit kuantum dengan pembelajaran penguatan mendalam” (2021). arXiv:2103.07585.
arXiv: 2103.07585

[72] Arthur G. Rattew, Shaohan Hu, Marco Pistoia, Richard Chen, dan Steve Wood. “Pemecah eigen kuantum variasional evolusioner yang agnostik domain, tahan kebisingan, dan hemat perangkat keras” (2019). arXiv:1910.09694.
arXiv: 1910.09694

[73] D. Chivilikhin, A. Samarin, V. Ulyantsev, I. Iorsh, AR Oganov, dan O. Kyriienko. “Mog-vqe: Pemecah eigen kuantum variasi genetik multiobjektif” (2020). arXiv:2007.04424.
arXiv: 2007.04424

[74] Yuhan Huang, Qingyu Li, Xiaokai Hou, Rebing Wu, Man-Hong Yung, Abolfazl Bayat, dan Xiaoting Wang. “Ansatz variasi kuantum hemat sumber daya yang kuat melalui algoritma evolusioner”. Fis. Pdt.A 105, 052414 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.052414

[75] János K Asbóth, László Oroszlány, dan András Pályi. “Model su-schrieffer-heeger (ssh)”. Dalam Kursus Singkat tentang Isolator Topologi. Halaman 1–22. Pegas (2016).
https://doi.org/10.1007/978-3-319-25607-8

[76] Ken M Nakanishi, Kosuke Mitarai, dan Keisuke Fujii. "Pemecah eigen kuantum variasi pencarian subruang untuk keadaan tereksitasi". Fis. Pdt. Res. 1, 033062 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.1.033062

[77] Oscar Higgott, Daochen Wang, dan Stephen Brierley. “Perhitungan kuantum variasi keadaan tereksitasi”. Kuantum 3, 156 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-07-01-156

[78] Jarrod R McClean, Mollie E Kimchi-Schwartz, Jonathan Carter, dan Wibe A De Jong. “Hibrida kuantum-klasik hierarki untuk mitigasi dekoherensi dan penentuan keadaan tereksitasi”. Fis. Pdt.A 95, 042308 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.95.042308

[79] Raffaele Santagati, Jianwei Wang, Antonio A Gentile, Stefano Paesani, Nathan Wiebe, Jarrod R McClean, Sam Morley-Short, Peter J Shadbolt, Damien Bonneau, Joshua W Silverstone, dkk. “Menyaksikan keadaan eigen untuk simulasi kuantum spektrum hamiltonian”. Sains. Adv. 4, eaap9646 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1126 / sciadv.aap9646

[80] Walter Greiner dan Berndt Müller. “Mekanika kuantum: simetri”. Sains & Media Bisnis Springer. (2012).
https://doi.org/10.1007/978-3-662-00902-4

[81] Roy McWeeny. “Simetri: Pengantar teori grup dan penerapannya”. Perusahaan Kurir. (2002).

[82] Ramiro Sagastizabal, Xavier Bonet-Monroig, Malay Singh, M Adriaan Rol, CC Bultink, Xiang Fu, CH Price, VP Ostroukh, N Muthusubramanian, A Bruno, dkk. “Mitigasi kesalahan eksperimental melalui verifikasi simetri dalam pemecah eigen kuantum variasional”. Fis. Pdt.A 100, 010302 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.100.010302

[83] Johannes Jakob Meyer, Marian Mularski, Elies Gil-Fuster, Antonio Anna Mele, Francesco Arzani, Alissa Wilms, dan Jens Eisert. “Memanfaatkan simetri dalam pembelajaran mesin kuantum variasional” (2022). arXiv:2205.06217.
arXiv: 2205.06217

[84] Jin-Guo Liu, Yi-Hong Zhang, Yuan Wan, dan Lei Wang. “Pemecah eigen kuantum variasi dengan qubit lebih sedikit”. Fis. Pdt. Res. 1, 023025 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.1.023025

[85] Panagiotis Kl Barkoutsos, Jerome F Gonthier, Igor Sokolov, Nikolaj Moll, Gian Salis, Andreas Fuhrer, Marc Ganzhorn, Daniel J Egger, Matthias Troyer, Antonio Mezzacapo, dkk. “Algoritma kuantum untuk penghitungan struktur elektronik: hamiltonian lubang partikel dan perluasan fungsi gelombang yang dioptimalkan”. Fis. Pdt.A 98, 022322 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.98.022322

[86] Hefeng Wang, S Ashhab, dan Franco Nori. “Algoritme kuantum yang efisien untuk mempersiapkan keadaan mirip sistem molekuler pada komputer kuantum”. Fis. Pdt.A 79, 042335 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.79.042335

[87] Kazuhiro Seki, Tomonori Shirakawa, dan Seiji Yunoki. "Pemecah eigen kuantum variasional yang diadaptasi secara simetri". Fis. Pdt.A 101, 052340 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.101.052340

[88] Bryan T. Gard, Linghua Zhu, George S. Barron, Nicholas J. Mayhall, Sophia E. Economou, dan Edwin Barnes. “Sirkuit persiapan keadaan pelestarian simetri yang efisien untuk algoritma pemecah eigen kuantum variasional”. Npj Kuantum Inf. 6, 10 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0240-1

[89] George S Barron, Bryan T Gard, Orien J Altman, Nicholas J Mayhall, Edwin Barnes, dan Sophia E Economou. “Mempertahankan simetri untuk pemecah eigen kuantum variasional dengan adanya noise”. Fis. Pendeta Aplikasi. 16, 034003 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevapplied.16.034003

[90] Feng Zhang, Niladri Gomes, Noah F Berthusen, Peter P Orth, Cai-Zhuang Wang, Kai-Ming Ho, dan Yong-Xin Yao. "Pemecah eigen kuantum variasi sirkuit dangkal berdasarkan partisi ruang Hilbert yang terinspirasi simetri untuk perhitungan kimia kuantum". Fis. Pdt. Res. 3, 013039 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.3.013039

[91] Han Zheng, Zimu Li, Junyu Liu, Sergii Strelchuk, dan Risi Kondor. “Mempercepat pembelajaran keadaan kuantum melalui ansätze kuantum konvolusional ekivalen kelompok” (2021). arXiv:2112.07611.
arXiv: 2112.07611

[92] Ilya G Ryabinkin, Scott N Genin, dan Artur F Izmaylov. “Pemecah eigen kuantum variasional terbatas: Mesin pencari komputer kuantum di ruang fokus”. J.kimia. Teori Komputasi. 15, 249–255 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1021 / acs.jctc.8b00943

[93] Andrew G Taube dan Rodney J Bartlett. "Perspektif baru tentang teori klaster berpasangan kesatuan". Jurnal internasional kimia kuantum 106, 3393–3401 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1002 / qua.21198

[94] Peter JJ O'Malley, Ryan Babbush, Ian D Kivlichan, Jonathan Romero, Jarrod R McClean, Rami Barends, Julian Kelly, Pedram Roushan, Andrew Tranter, Nan Ding, dkk. “Simulasi kuantum energi molekuler yang dapat diskalakan”. Fis. Pdt. X 6, 031007 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevx.6.031007

[95] Jonathan Romero, Ryan Babbush, Jarrod R McClean, Cornelius Hempel, Peter J Love, dan Alán Aspuru-Guzik. “Strategi komputasi kuantum energi molekuler menggunakan ansatz cluster berpasangan kesatuan”. Ilmu Pengetahuan Kuantum. Teknologi. 4, 014008 (2018).
https://doi.org/10.1088/2058-9565/aad3e4

[96] Dave Wecker, Matthew B Hastings, dan Matthias Troyer. “Kemajuan menuju algoritma variasi kuantum praktis”. Fis. Pdt.A 92, 042303 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.92.042303

[97] Dong C. Liu dan Jorge Nocedal. “Pada metode bfgs memori terbatas untuk optimasi skala besar”. Pemrograman Matematika 45, 503–528 (1989).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01589116

[98] Jarrod R McClean, Sergio Boixo, Vadim N Smelyanskiy, Ryan Babbush, dan Hartmut Neven. “Dataran tinggi tandus dalam lanskap pelatihan jaringan saraf kuantum”. Nat. Komunitas. 9, 1–6 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41467-018-07090-4

[99] Yoshifumi Nakata, Christoph Hirche, Ciara Morgan, dan Andreas Winter. “Desain kesatuan 2 dari kesatuan diagonal x dan z acak”. J.Matematika. Fis. 58, 052203 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.4983266

[100] Farrokh Vatan dan Colin Williams. "Sirkuit kuantum optimal untuk gerbang dua-qubit umum". fisik Wahyu A 69, 032315 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.69.032315

[101] Vojtěch Havlíček, Antonio D Córcoles, Kristan Temme, Aram W Harrow, Abhinav Kandala, Jerry M Chow, and Jay M Gambetta. "Pembelajaran terawasi dengan ruang fitur yang ditingkatkan kuantum". Alam 567, 209–212 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41586-019-0980-2

[102] Juan Carlos Garcia-Escartin dan Pedro Chamorro-Posada. “Uji swap dan efek hong-ou-mandel adalah setara”. Fis. Pdt.A 87, 052330 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.87.052330

[103] Lukasz Cincio, Yiğit Subaşı, Andrew T Sornborger, dan Patrick J Coles. “Mempelajari algoritma kuantum untuk keadaan yang tumpang tindih”. J.Fisika baru. 20, 113022 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aae94a

[104] Kohdai Kuroiwa dan Yuya O Nakagawa. “Metode penalti untuk pemecah eigen kuantum variasional”. Fis. Pdt. Res. 3, 013197 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.3.013197

[105] Chufan Lyu, Xiaoyu Tang, Junning Li, Xusheng Xu, Man-Hong Yung, dan Abolfazl Bayat. “Simulasi kuantum variasi dari sistem interaksi jarak jauh” (2022). arXiv:2203.14281.
arXiv: 2203.14281

[106] Chufan Lyu. "Kode untuk pemecah eigen putaran kuantum variasional yang ditingkatkan simetri". https://gitee.com/mindspore/mindquantum/tree/research/paper_with_code/symmetry_enhanced_variational_quantum_spin_eigensolver (2022).
https://gitee.com/mindspore/mindquantum/tree/research/paper_with_code/symmetry_enhanced_variational_quantum_spin_eigensolver

Dikutip oleh

[1] Yuhan Huang, Qingyu Li, Xiaokai Hou, Rebing Wu, Man-Hong Yung, Abolfazl Bayat, dan Xiaoting Wang, “Ansatz variasional kuantum hemat sumber daya yang kuat melalui algoritma evolusioner”, Ulasan Fisik A 105 5, 052414 (2022).

[2] Margarite L. LaBorde dan Mark M. Wilde, “Algoritma Kuantum untuk Menguji Simetri Hamiltonian”, Review Fisik Surat 129 16, 160503 (2022).

[3] Chufan Lyu, Xiaoyu Tang, Junning Li, Xusheng Xu, Man-Hong Yung, dan Abolfazl Bayat, “Simulasi kuantum variasi dari sistem interaksi jarak jauh”, arXiv: 2203.14281.

[4] Arunava Majumder, Dylan Lewis, dan Sougato Bose, “Sirkuit Quantum Variasi untuk Automata Gerbang Multi-Qubit”, arXiv: 2209.00139.

[5] Raphael César de Souza Pimenta dan Anibal Thiago Bezerra, “Meninjau kembali hamiltonian massal semikonduktor menggunakan komputer kuantum”, arXiv: 2208.10323.

Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2023-01-21 01:01:04). Daftar ini mungkin tidak lengkap karena tidak semua penerbit menyediakan data kutipan yang cocok dan lengkap.

On Layanan dikutip-oleh Crossref tidak ada data tentang karya mengutip ditemukan (upaya terakhir 2023-01-21 01:01:02).

Makalah ini diterbitkan dalam Quantum di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Internasional (CC BY 4.0) lisensi. Hak cipta tetap berada pada pemegang hak cipta asli seperti penulis atau lembaganya.

Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
Sumber: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-01-19-899/

Stempel Waktu: Januari 19, 2023

Stempel Waktu: Oktober 13, 2022

Simetri meningkatkan pemecah eigen spin kuantum variasional

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Abstrak

Ringkasan populer

► data BibTeX

► Referensi

Dikutip oleh

Lebih dari Jurnal Kuantum

Perjalanan kuantum waktu berkelanjutan untuk MAX-CUT sangat menarik

Keterikatan Variabel Berkelanjutan melalui Gaya Sentral: Penerapan Gravitasi di antara Massa Kuantum

Kontrol Quantum Optimal Variasional berbasis pulsa untuk komputasi kuantum hibrid

Pembelajaran Hamiltonian yang Kuat dan Efisien

Hubungan kuantitatif antara konteks pengukuran yang berbeda

Peta pelestarian pesanan pada pengukuran kuantum

Interaksi dipol-dipol yang dimodifikasi dengan adanya pandu gelombang nanofotonik

Pengujian hipotesis berurutan untuk sistem kuantum yang terus dipantau

Estimasi probabilitas Lahir Lebih Cepat melalui penggabungan gerbang dan optimasi bingkai

Tentang Kami

Pencarian Vertikal & Ai

Platform

Tetap Berhubung

Akun