Bitte benutzen Sie diese Referenz, um auf diese Ressource zu verweisen: doi:10.22028/D291-45088
Titel: Quantum subspace expansion in the presence of hardware noise
VerfasserIn: Getelina, João C.
Sharma, Prachi
Iadecola, Thomas
Orth, Peter P.
Yao, Yong-Xin
Sprache: Englisch
Titel: APL Quantum
Bandnummer: 1
Heft: 3
Verlag/Plattform: AIP Publishing
Erscheinungsjahr: 2024
Freie Schlagwörter: Spin model
Computer simulation
Quantum computing
Tomography
DDC-Sachgruppe: 500 Naturwissenschaften
Dokumenttyp: Journalartikel / Zeitschriftenartikel
Abstract: Finding ground state energies on current quantum processing units (QPUs) using algorithms such as the variational quantum eigensolver (VQE) continues to pose challenges. Hardware noise severely affects both the expressivity and trainability of parameterized quantum circuits, limiting them to shallow depths in practice. Here, we demonstrate that both issues can be addressed by synergistically integrating VQE with a quantum subspace expansion, allowing for an optimal balance between quantum and classical computing capabilities and costs. We perform a systematic benchmark analysis of the iterative quantum-assisted eigensolver in the presence of hardware noise. We determine ground state energies of 1D and 2D mixed-field Ising spin models on noisy simulators and the IBM QPUs ibmq_quito (5 qubits) and ibmq_guadalupe (16 qubits). To maximize accuracy, we propose a suitable criterion to select the subspace basis vectors according to the trace of the noisy overlap matrix. Finally, we show how to systematically approach the exact solution by performing controlled quantum error mitigation based on probabilistic error reduction on the noisy backend fake_guadalupe.
DOI der Erstveröffentlichung: 10.1063/5.0217294
URL der Erstveröffentlichung: https://doi.org/10.1063/5.0217294
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291--ds-450886
hdl:20.500.11880/39931
http://dx.doi.org/10.22028/D291-45088
ISSN: 2835-0103
Datum des Eintrags: 24-Apr-2025
Fakultät: NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät
Fachrichtung: NT - Physik
Professur: NT - Prof. Dr. Peter P. Orth
Sammlung:SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes

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