Resource Estimation for Quantum Variational Simulations of the Hubbard Model

[gyu-don]

一言でいうと

ハバードモデルをVQEで解くためのリソース推定。5x5のハバードモデルをVQEで解くために、50量子ビットのシリコンスピン量子ビットまたは超伝導量子ビットの実機を用いる。10^-4のエラー率を仮定して、error mitigationやerror extrapolationを行うことで、意味のある結果を得ることができる。量子回路を1回実行するのに、シリコンスピンでは250 μs, 超伝導では150 μsかかり、勾配を用いたイテレーション1回あたり、シリコンスピンで1.7日、超伝導で1.2日かかる。しかし、量子回路を複数のプロセッサで並列に動かすことを考えると、シリコンスピンだと200台、超伝導だと150台の実機を用意することで、1イテレーション10分で済み、トータルでは1日で計算ができる。error mitigationやパラメータの最適化をより効率的に行う必要がある。また、実機をさらに並列化することも可能。シリコンスピンや超伝導の量子ビットはCMOS製造技術を用いており、この点では量産が有利である。VQEに必要なのは単一の大規模な実機ではなく、多くの独立した小規模な実機であり、仮に量子ビット数としてはFTQCと変わらないとしても、製造やキャリブレーションの難しさを大幅に軽減する。

論文リンク

https://arxiv.org/abs/1910.02719

著者/所属機関

Zhenyu Cai∗
Department of Materials, University of Oxford, Oxford, OX1 3PH, United Kingdom and
Quantum Motion Technologies Ltd, Nexus, Discovery Way, Leeds, LS2 3AA, United Kingdom

投稿日付(yyyy/MM/dd)

2019/10/07