初期のフォールト トレラントな量子コンピューターによる基底状態プロパティの計算 PlatoBlockchain データ インテリジェンス。 垂直検索。 あい。

初期のフォールトトレラント量子コンピュータによる基底状態特性の計算

ルイゼ・チャン1王国明2とピーター・ジョンソン2

1テキサス大学オースティン校コンピュータ サイエンス学部、オースティン、テキサス州 78712、米国。
2Zapata Computing Inc.、ボストン、マサチューセッツ州 02110、米国。

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抽象

応用量子コンピューティングでは、分子や材料の基底状態エネルギー推定の問題に多大な努力が注がれてきました。 しかし、実用的な価値のある多くのアプリケーションでは、基底状態の追加の特性を推定する必要があります。 これらには、材料内の電子輸送の計算に使用されるグリーン関数や、分子の電気双極子の計算に使用される XNUMX 粒子換算密度行列が含まれます。 本論文では、低深度の量子回路を使用して、このような基底状態特性を高精度で効率的に推定するための、量子と古典のハイブリッドアルゴリズムを提案します。 ターゲットの精度、スペクトル ギャップ、初期基底状態のオーバーラップの関数として、さまざまなコスト (回路の繰り返し、最大展開時間、予想される合計実行時間) の分析を提供します。 このアルゴリズムは、業界関連の分子および材料の計算を実行するために初期のフォールト トレラントな量子コンピューターを使用するための具体的なアプローチを提案します。

これまでは、量子材料や分子の多くの有用な特性を確実に計算するための短期的な量子コンピューターを使用する方法は知られていませんでした。 既存の手法は信頼性がないか、近い将来の量子コンピューターでは不可能でした。 この論文では、ハミルトニアンの基底状態エネルギーを超えた有用な特性を計算するための信頼性の高い、短期的な方法を提案します。 この研究の主な用途には、材料や分子の設計、線形方程式系の解法などがあります。

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