Iterative qubit coupled cluster using only clifford circuits
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The performance of quantum algorithms for ground-state energy estimation is directly impacted by the quality of the initial state, where quality is traditionally defined in terms of the overlap of the input state with the target state. An ideal state preparation protocol can be characterized by being easily generated classically and can be transformed to a quantum circuit with minimal overhead while having a significant overlap with the targeted eigenstate of a given Hamiltonian. We propose a method that meets these requirements by introducing a variant of the iterative qubit coupled cluster (iQCC) approach, which exclusively uses Clifford circuits. These circuits can be efficiently simulated on a classical computer, with polynomial scaling according to the Gottesman–Knill theorem. Since the iQCC method has been developed as a quantum algorithm firstly, our variant can be mapped naturally to quantum hardware. We additionally implemented several optimizations to the algorithm enhancing its scalability. We demonstrate the algorithm’s correctness in ground-state simulations for small molecules such as H2, LiH, and H2O, and extend our study to complex systems like the titanium-based compound Ti(C5H5)(CH3)3 with a (20, 20) active space, requiring 40 qubits. Results show that the convergence of the algorithm is well-behaved, and the ground state can be represented accurately. Moreover, we show an automated workflow for restricting the qubit active space, thus relieving computational resources by considering only qubits affected by non-trivial operations.
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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 | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».