Erwarteter Wert in einem VQE-Qiskit

Dec 15 2020

Ich lerne VQE (Variationsquanteneigensolver) von Qiskit, habe aber eine Frage, wie es den erwarteten Wert der Energie misst ($\left \langle H \right \rangle$). Ich habe in anderen Fragen gesehen und sie kommentieren, dass Qiskit verwenden$\left \langle H \right \rangle = \langle \psi | H |\psi \rangle = \sum_{i} \lambda_{i} P_{i} $ wo $P_{i}=|\langle \phi_{i}|\psi \rangle|^2$. Aber meine Frage ist, wenn qiskit den Eigenvektor des Operators benötigt, warum verwendet es eine VQE? Hat qiskit bereits die diagonale Darstellung oder wie misst qiskit die Energie in einem Simulator und einem realen Gerät?

Antworten

2 YitianWang Dec 15 2020 at 08:12

Die Ausgabe des Variationsquanteneigenlösers (VQE) ist eine Zahl (die Grundzustandsenergie von Molekülen), siehe qiskit-Dokument .

Diese Ausgabe hat die Form einer Zahl, so dass dies aus einigen Messungen abgeleitet werden kann, oder wir konzentrieren uns nur auf einen Teil der Informationen, die der Quantenzustand enthält. Diese Funktion hilft uns, den Ressourcenbedarf erheblich zu reduzieren, wenn wir den detaillierten Zustandsvektor des Zustands kennen müssen. Die Technik, die wir benötigen, ist die Quantenzustands-Tomographie (eine teure Technik). Zum Beispiel für a$n$-qubit Zustand, mathematisch kann es durch a beschrieben werden $2^n$ dimensionaler normierter Ein-Vektor, und was die Zustandstomographie tut, ist, all diese, sagen wir Zahlen, zu extrahieren.

Wenn Sie also einen klassischen Computer verwenden, um einen Quantencomputer zu simulieren , ist VQE nicht nützlich, da Sie alle Matrizen und Vektoren haben. Wenn Sie jedoch echte Quantengeräte verwenden , müssen Sie Ihr Ziel mit Bedacht auswählen, um die ressourcenintensive Quantentomographie zu vermeiden.

Ich bin neu auf dem Gebiet der Quantentomographie. Wenn Sie also Probleme haben oder meine Aussage verwirrend ist, geben Sie mir bitte etwas Zeit.