본 논문에서는 양자 시뮬레이션, 특히 분자 시스템의 바닥 상태 준비를 위해 고안된 비변분적 ADAPT(NoVa-ADAPT) 알고리즘을 소개합니다. 이 알고리즘은 기존의 변분적 양자 고유값 솔버(VQE)와 달리 고전적 최적화 과정을 거치지 않고 에너지 기울기 측정을 통해 양자 회로 구축에 필요한 연산자와 게이트 매개변수를 결정합니다.
본 논문에서는 제한된 깊이의 양자 회로와 중간 측정값을 기반으로 하는 고전적 계산을 결합한 새로운 양자 계산 모델인 LAQCC(Local Alternating Quantum-Classical Computations)를 소개하고, 이 모델을 사용하여 균일 중첩 상태, W 상태, Dicke 상태 등 다양한 양자 상태를 효율적으로 준비하는 방법을 제시합니다.
본 논문에서는 클리포드 회로만을 사용하여 양자 상태 준비를 위한 새로운 변형 iQCC 알고리즘을 제안하며, 이를 통해 고전적 시뮬레이션을 가능하게 하고 양자 컴퓨터에서의 효율적인 초기 상태 생성을 가능하게 합니다.
이 논문에서는 버킷 브리게이드 방식을 사용하여 기존 방법보다 안정성이 향상된 효율적이고 실용적인 양자 상태 준비 방법을 제시합니다.
세타 항이 있는 슈윙거 모델의 양자 상태 준비를 위해 ASP, QAOA, RA 알고리즘을 비교 분석한 결과, 블록화된 QAOA를 초기 상태로 사용하는 RA 알고리즘이 가장 효율적인 것으로 나타났다.
이 논문에서는 제한된 정보, 특히 O(1) 크기 영역에 대한 축약 밀도 행렬만을 사용하여 다체계의 단거리 및 장거리 얽힘 기저 상태에 대한 양자 상태 준비 회로를 학습하는 효율적인 알고리즘을 제시합니다.
적응형 양자 회로를 사용하면 기존의 유니터리 회로보다 효율적으로 다양한 종류의 행렬 곱 상태(MPS)를 준비할 수 있다.
본 논문에서는 기존의 복잡한 방법 대신, J=0 또는 J=1/2 상태를 효율적으로 준비하기 위한 간소화된 투영 알고리즘을 제안합니다. 이 알고리즘은 Cartan decomposition을 활용하여 Jx 및 Jz 연산자를 사용한 회전을 통해 원하지 않는 스핀 상태를 제거하고, 양자 회로의 복잡성을 크게 줄여 근미래의 양자 컴퓨터에서 활용될 가능성을 제시합니다.
양자 상태 준비를 위한 양자 다중화기의 불필요한 제어 연산을 제거하여 회로 깊이와 CNOT 게이트 수를 줄일 수 있다.