Measurement optimization in the variational quantum eigensolver using a minimum clique cover
Notice bibliographique
Résumé
Solving the electronic structure problem using the Variational Quantum Eigensolver (VQE) technique involves the measurement of the Hamiltonian expectation value. The current hardware can perform only projective single-qubit measurements, and thus, the Hamiltonian expectation value is obtained by measuring parts of the Hamiltonian rather than the full Hamiltonian. This restriction makes the measurement process inefficient because the number of terms in the Hamiltonian grows as O(N4) with the size of the system, N. To optimize the VQE measurement, one can try to group as many Hamiltonian terms as possible for their simultaneous measurement. Single-qubit measurements allow one to group only the terms commuting within the corresponding single-qubit subspaces or qubit-wise commuting. We found that the qubit-wise commutativity between the Hamiltonian terms can be expressed as a graph and the problem of the optimal grouping is equivalent to finding a minimum clique cover (MCC) for the Hamiltonian graph. The MCC problem is NP-hard, but there exist several polynomial heuristic algorithms to solve it approximately. Several of these heuristics were tested in this work for a set of molecular electronic Hamiltonians. On average, grouping qubit-wise commuting terms reduced the number of operators to measure three times less compared to the total number of terms in the considered Hamiltonians.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».