Real-Time Evolution for Ultracompact Hamiltonian Eigenstates on Quantum Hardware
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Notice bibliographique
Résumé
In this work we present a detailed analysis of variational quantum phase estimation (VQPE), a method based on real-time evolution for ground-and excited-state estimation on near-term hardware. We derive the theoretical ground on which the approach stands, and demonstrate that it provides one of the most compact variational expansions to date for solving strongly correlated Hamiltonians, when starting from an appropriate reference state. At the center of VQPE lies a set of equations, with a simple geometrical interpretation, which provides conditions for the time evolution grid in order to decouple eigenstates out of the set of time-evolved expansion states, and connects the method to the classical filter-diagonalization algorithm. Furthermore, we introduce what we call the unitary formulation of VQPE, in which the number of matrix elements that need to be measured scales linearly with the number of expansion states, and we provide an analysis of the effects of noise that substantially improves previous considerations. The unitary formulation allows for a direct comparison to iterative phase estimation. Our results mark VQPE as both a natural and highly efficient quantum algorithm for ground-and excited-state calculations of general manybody systems. We demonstrate a hardware implementation of VQPE for the transverse field Ising model. Furthermore, we illustrate its power on a paradigmatic example of strong correlation (Cr 2 in the def2-SVP basis set), and show that it is possible to reach chemical accuracy with as few as approximately 50 time steps.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 découle