JP7203443B2 - 量子コンピュータでの相関したフェルミオン状態の準備 - Google Patents
量子コンピュータでの相関したフェルミオン状態の準備 Download PDFInfo
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Description
本願は、2017年12月21日に出願された米国仮出願第62/608,972号の利益を主張し、それは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (24)
- 相関したフェルミオンシステムの基底状態を決定するように量子回路を構成する方法であって、前記量子回路が、
キュービットの線形鎖と、
層状に配置された複数のマッチゲートであって、各マッチゲートが、前記線形鎖内の近傍のキュービットで2キュービット回転を実行するように構成されている、前記マッチゲートと
を含み、
前記線形鎖の各キュービットの初期状態を提供することと、
前記量子回路を初期値に適用することにより、キュービットの前記線形鎖上に仮設を準備することであって、前記仮設は、フェルミオン状態に対応する、前記仮設を準備することと
を含む、前記方法。 - 相関したフェルミオンシステムの基底状態を決定するための量子回路であって、
キュービットの線形鎖と、
層状に配置された複数のマッチゲートであって、各マッチゲートが、前記線形鎖内の近傍のキュービットで2キュービット回転を実行するように構成されている前記複数のマッチゲートと
を含む、前記量子回路。 - 層状に配置された複数の2キュービットゲートであって、前記層が直列に配置されてブロックを形成し、各ゲートは、前記線形鎖内の近傍キュービットに2キュービット回転を実行するように構成され、前記回転はZZ回転を含む、前記複数の2キュービットゲート
をさらに含む、請求項2に記載の量子回路。 - 少なくとも2つのブロックを含む、請求項3に記載の量子回路。
- キュービットの前記線形鎖が8キュービットを含む、請求項2に記載の量子回路。
- 前記線形鎖に第1の数のキュービットと、マッチゲートの第2の数の層とをさらに含み、
前記第2の数が、前記第1の数の半分以下である、請求項2に記載の量子回路。 - 前記線形鎖に第1の数のキュービットと、前記ブロックに第2の数の層とをさらに含み、
前記第2の数は、前記第1の数の半分以下である、請求項3に記載の量子回路。 - 前記ブロックの前に、前記線形鎖の各キュービットに対して回転を実行するように構成されたゲートをさらに含む、請求項3に記載の量子回路。
- 前記複数のマッチゲートが2つの連続するグループに配置され、各グループの前記マッチゲートが並列に適用される、請求項2に記載の量子回路。
- 前記複数の2キュービットゲートが2つの連続するグループに配置され、各グループの前記ゲートが並列に適用される、請求項3に記載の量子回路。
- 相関したフェルミオンシステムの基底状態を決定する方法であって、
複数の構成パラメータを有する量子回路を構成することであって、前記量子回路は、
キュービットの線形鎖と、
層状に配置された複数のマッチゲートであって、各マッチゲートが、前記線形鎖内の近傍のキュービットで2キュービット回転を実行するように構成されている、前記複数のマッチゲートと
を含む、前記構成することと、
前記線形鎖の各キュービットの初期状態を提供することと、
前記量子回路を初期値に適用することにより、キュービットの前記線形鎖に仮設を準備することであって、前記仮設は、フェルミオン状態に対応する、前記仮設を準備することと、
前記量子回路を使用して、前記相関したフェルミオンシステムの第1のエネルギー値を決定することと、
前記第1のエネルギー値に基づいて、前記複数の構成パラメータを調整することと、
前記量子回路を使用して、前記相関したフェルミオンシステムの第2のエネルギー値を決定することであって、前記構成パラメータが、前記第2のエネルギー値を最小化するように調整される、前記相関したフェルミオンシステムの第2のエネルギー値を前記決定することと
を含む、前記方法。 - 前記複数の構成パラメータを調整することは、古典的な計算ノードを使用して前記複数の構成パラメータを最適化することを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のエネルギー値が、前記構成パラメータの関数であり、前記関数は勾配を有し、
前記勾配を決定すること
をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 前記フェルミオン状態がガウス型である、請求項1または11に記載の方法。
- 前記量子回路が、
層状に配置された複数の2キュービットゲートであって、前記層が直列に配置されてブロックを形成し、各ゲートが、前記線形鎖内の近傍キュービットに2キュービット回転を実行するように構成され、前記回転がZZ回転を含む、前記複数の2キュービットゲート
をさらに含む、請求項1または11に記載の方法。 - 前記フェルミオン状態が非ガウス型である、請求項15に記載の方法。
- 前記量子回路が少なくとも2つのブロックを含む、請求項15に記載の方法。
- キュービットの前記線形鎖が8キュービットを含む、請求項1または11に記載の方法。
- 前記量子回路は、前記線形鎖に第1の数のキュービットと、第2の数のマッチゲート層とを含み、
前記第2の数は、前記第1の数の半分以下である、請求項1または11に記載の方法。 - 前記量子回路は、前記線形鎖に第1の数のキュービットと、前記ブロックに第2の数の層とを含み、
前記第2の数は、前記第1の数の半分以下である、請求項15に記載の方法。 - 前記初期状態が準粒子真空状態に対応する、請求項1または11に記載の方法。
- 前記量子回路は、前記ブロックの前に、前記線形鎖の各キュービットに対して回転を実行するように構成されたゲートをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 前記複数のマッチゲートが2つの連続するグループに配置され、各グループの前記マッチゲートが並列に適用される、請求項1または11に記載の方法。
- 前記複数の2キュービットゲートが2つの連続するグループに配置され、各グループの前記ゲートが並列に適用される、請求項15に記載の方法。
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US11941484B2 (en) | 2021-08-04 | 2024-03-26 | Zapata Computing, Inc. | Generating non-classical measurements on devices with parameterized time evolution |
CN114512193B (zh) * | 2022-01-27 | 2023-08-08 | 本源量子计算科技(合肥)股份有限公司 | 基于自旋对称性和等同粒子特性制备体系试验态的方法 |
CN114512194B (zh) * | 2022-01-27 | 2023-08-08 | 本源量子计算科技(合肥)股份有限公司 | 用于量子化学模拟中获取目标体系试验态的方法及装置 |
CN114511090B (zh) * | 2022-01-27 | 2023-08-04 | 本源量子计算科技(合肥)股份有限公司 | 基于自旋对称性制备体系试验态的方法、装置及介质 |
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CN114580643B (zh) * | 2022-03-18 | 2023-04-28 | 北京百度网讯科技有限公司 | 确定方法、模型处理方法、装置、设备及存储介质 |
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CN117690534B (zh) * | 2024-01-25 | 2024-04-19 | 合肥综合性国家科学中心人工智能研究院(安徽省人工智能实验室) | 一种量子材料超导性判断方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180053112A1 (en) | 2016-08-17 | 2018-02-22 | International Business Machines Corporation | Efficient reduction of resources for the simulation of fermionic hamiltonians on quantum hardware |
Family Cites Families (8)
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---|---|---|---|---|
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WO2015069625A1 (en) * | 2013-11-05 | 2015-05-14 | President And Fellows Of Harvard College | Embedding electronic structure in controllable quantum systems |
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US20200057957A1 (en) * | 2018-08-17 | 2020-02-20 | Zapata Computing, Inc. | Quantum Computer with Improved Quantum Optimization by Exploiting Marginal Data |
EP3861488A4 (en) * | 2018-10-02 | 2021-11-24 | Zapata Computing, Inc. | CLASSIC HYBRID QUANTUM COMPUTER FOR THE SOLUTION OF LINEAR SYSTEMS |
EP4022530A4 (en) * | 2019-09-27 | 2022-11-30 | Zapata Computing, Inc. | COMPUTER SYSTEMS AND METHODS OF CALCULATION OF THE GROUND STATE OF FERMI-HUBBARD-HAMILTONIAN |
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180053112A1 (en) | 2016-08-17 | 2018-02-22 | International Business Machines Corporation | Efficient reduction of resources for the simulation of fermionic hamiltonians on quantum hardware |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
BABBUSH Ryan et al.,Chemical Basis of Trotter-Suzuki Errors in Quantum Chemistry Simulation,arXiv,2015年02月05日,<URL:https://arxiv.org/pdf/1410.8159> |
HERRERA Felipe et al.,Infrared-dressed entanglement of cold open-shell polar molecules for universal matchgate quantum computing,New Journal of Physics,Volume 16,IOP Publishing,2014年07月04日 |
KIVLICHAN Ian D. et al.,Quantum Simulation of Electronic Structure with Linear Depth and Connectivity,arXiv,2017年11月13日,<URL:https://arxiv.org/pdf/1711.04789v1> |
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