論文の概要: Quantum computation of molecular response properties

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.03406v4
• Date: Mon, 27 Jul 2020 13:59:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-12 23:49:32.387053
• Title: Quantum computation of molecular response properties
• Title（参考訳）: 分子応答特性の量子計算
• Authors: Xiaoxia Cai, Wei-Hai Fang, Heng Fan, Zhendong Li
• Abstract要約: 量子コンピュータ上での線形および非線形分子応答特性の計算アルゴリズムを提案する。 一方,提案アルゴリズムの変動型ハイブリッド量子古典変種を導入し,短期量子デバイスにおいてより実用的であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.66895275733527
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Accurately predicting response properties of molecules such as the dynamic polarizability and hyperpolarizability using quantum mechanics has been a long-standing challenge with widespread applications in material and drug design. Classical simulation techniques in quantum chemistry are hampered by the exponential growth of the many-electron Hilbert space as the system size increases. In this work, we propose an algorithm for computing linear and nonlinear molecular response properties on quantum computers, by first reformulating the target property into a symmetric expression more suitable for quantum computation via introducing a set of auxiliary quantum states, and then determining these auxiliary states via solving the corresponding linear systems of equations on quantum computers. On one hand, we prove that using the quantum linear system algorithm [Harrow et al., Phys. Rev. Lett. 103, 150502 (2009)] as a subroutine the proposed algorithm scales only polynomially in the system size instead of the dimension of the exponentially large Hilbert space, and hence achieves an exponential speedup over existing classical algorithms. On the other hand, we introduce a variational hybrid quantum-classical variant of the proposed algorithm, which is more practical for near-term quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 量子力学を用いた動的偏光性や超偏光性などの分子の応答特性を正確に予測することは、材料や薬物設計における長年の課題である。 量子化学における古典的なシミュレーション技術は、系の大きさが大きくなるにつれて多電子ヒルベルト空間の指数関数的成長を妨げている。 本研究では, 量子コンピュータ上での線形および非線形分子応答特性の計算アルゴリズムを提案する。まず, 量子コンピュータ上での方程式の線形系を解くことにより, 補助量子状態の集合を導入して, 量子計算に適した対称式に変換し, これらの補助状態を決定する。 一方,量子線形系アルゴリズム [harrow et al., phys. rev. lett. 103, 150502 (2009)] をサブルーチンとして用いることで,提案手法は指数関数的に大きいヒルベルト空間の次元ではなく,システムサイズの多項式のみをスケールできることを証明し,既存の古典的アルゴリズムを指数的に高速化する。 一方,提案アルゴリズムの変動型ハイブリッド量子古典変種を導入し,短期量子デバイスにおいてより実用的であることを示す。

関連論文リスト

• A hybrid quantum-classical algorithm for multichannel quantum scattering of atoms and molecules [62.997667081978825]
  原子と分子の衝突に対するシュリンガー方程式を解くためのハイブリッド量子古典アルゴリズムを提案する。 このアルゴリズムはコーン変分原理の$S$-matrixバージョンに基づいており、基本散乱$S$-matrixを計算する。 大規模多原子分子の衝突をシミュレートするために,アルゴリズムをどのようにスケールアップするかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-12T18:10:47Z)
• Universality of critical dynamics with finite entanglement [68.8204255655161]
  臨界近傍の量子系の低エネルギー力学が有限絡みによってどのように変化するかを研究する。 その結果、時間依存的臨界現象における絡み合いによる正確な役割が確立された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-23T19:23:54Z)
• Exhaustive search for optimal molecular geometries using imaginary-time evolution on a quantum computer [0.0]
  第一量子化固有解法のための分子の幾何最適化のための非変分法スキームを提案する。 電子状態と分子の候補を多ビット状態の重ね合わせとしてエンコードする。 回路深さは電子番号n_eのO(n_e2 poly(log n_e))としてスケールし、余剰O(n_e log n_e)量子ビットが利用可能であればO(n_e poly(log n_e))に縮小できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-18T14:18:20Z)
• Variational Quantum Computation of Molecular Linear Response Properties on a Superconducting Quantum Processor [20.69554086981598]
  本稿では,深部量子回路の必要性を回避するために,応答特性に対する実用的変動量子応答(VQR)アルゴリズムを提案する。 超伝導量子プロセッサ上での動的偏光性や吸収スペクトルを含む分子の線形応答特性に関する最初のシミュレーションを報告する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-07T12:24:03Z)
• Efficient criteria of quantumness for a large system of qubits [58.720142291102135]
  大規模部分量子コヒーレント系の基本パラメータの無次元結合について論じる。 解析的および数値計算に基づいて、断熱進化中の量子ビット系に対して、そのような数を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-30T23:50:05Z)
• Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the spin-boson model [68.8204255655161]
  量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。 変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。 量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-09T18:00:05Z)
• Variational Quantum Linear Solver with Dynamic Ansatz [0.0]
  変分量子アルゴリズムは、そのハイブリッド量子古典的アプローチにより、NISQ時代に成功している。 線形代数方程式系に対する変分量子線形解法に動的アンサッツを導入する。 より少ない量子資源を利用することで、標準の静的アンサッツと比較してアルゴリズムの優位性を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-19T03:42:25Z)
• Quantum-Classical Hybrid Algorithm for the Simulation of All-Electron Correlation [58.720142291102135]
  本稿では、分子の全電子エネルギーと古典的コンピュータ上の特性を計算できる新しいハイブリッド古典的アルゴリズムを提案する。 本稿では,現在利用可能な量子コンピュータ上で,化学的に関連性のある結果と精度を実現する量子古典ハイブリッドアルゴリズムの能力を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-22T18:00:00Z)
• Electronic structure with direct diagonalization on a D-Wave quantum annealer [62.997667081978825]
  本研究は、D-Wave 2000Q量子アニール上の分子電子ハミルトニアン固有値-固有ベクトル問題を解くために、一般量子アニール固有解法(QAE)アルゴリズムを実装した。 そこで本研究では,D-Waveハードウェアを用いた各種分子系における基底および電子励起状態の取得について述べる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-02T22:46:47Z)
• Quantum Solver of Contracted Eigenvalue Equations for Scalable Molecular Simulations on Quantum Computing Devices [0.0]
  エネルギーの古典的方法の量子アナログである縮約固有値方程式の量子解法を導入する。 量子シミュレータと2つのIBM量子処理ユニットで計算を行う。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-23T18:35:26Z)
• Simulating quantum chemistry in the seniority-zero space on qubit-based quantum computers [0.0]
  計算量子化学の近似をゲートベースの量子コンピュータ上で分子化学をシミュレートする手法と組み合わせる。 基本集合を増大させるために解放された量子資源を用いることで、より正確な結果が得られ、必要な数の量子コンピューティングの実行が削減されることが示される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-31T19:44:37Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。