論文の概要: Scaling Up Electronic Structure Calculations on Quantum Computers: The
Frozen Natural Orbital Based Method of Increments
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.07901v2
- Date: Wed, 21 Apr 2021 03:10:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-03 06:50:48.089854
- Title: Scaling Up Electronic Structure Calculations on Quantum Computers: The
Frozen Natural Orbital Based Method of Increments
- Title（参考訳）: 量子コンピュータ上での電子構造計算のスケールアップ:凍った自然軌道に基づくインクリメント法
- Authors: Prakash Verma, Lee Huntington, Marc Coons, Yukio Kawashima, Takeshi
Yamazaki, Arman Zaribafiyan
- Abstract要約: MI-FNOフレームワークは量子化学シミュレーションのための占有空間と仮想軌道空間を体系的に還元する。
MI-FNO還元によるインクリメントの相関エネルギーは、様々なアルゴリズムで解ける。
また,MI-FNO手法は,全システムシミュレーションと比較して,キュービット要求を著しく低減することを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The method of increments and frozen natural orbital (MI-FNO) framework is
introduced to help expedite the application of noisy, intermediate-scale
quantum~(NISQ) devices for quantum chemistry simulations. The MI-FNO framework
provides a systematic reduction of the occupied and virtual orbital spaces for
quantum chemistry simulations. The correlation energies of the resulting
increments from the MI-FNO reduction can then be solved by various algorithms,
including quantum algorithms such as the phase estimation algorithm and the
variational quantum eigensolver (VQE). The unitary coupled-cluster singles and
doubles VQE framework is used to obtain correlation energies for the case of
small molecules (i.e., BeH$_2$, CH$_4$, NH$_3$, H$_2$O, and HF) using the
cc-pVDZ basis set. The quantum resource requirements are estimated for a
constrained geometry complex (CGC) catalyst that is utilized in industrial
settings for the polymerization of $\alpha$-olefins. We show that the MI-FNO
approach provides a significant reduction in the qubit requirements relative to
the full system simulations. We propose that the MI-FNO framework can create
scalable examples of quantum chemistry problems that are appropriate for
assessing the progress of NISQ devices.
- Abstract（参考訳）: 量子化学シミュレーションのためのノイズの多い中間スケール量子~(NISQ)デバイスの適用を迅速化するために、増分と凍結自然軌道(MI-FNO)フレームワークが導入された。
MI-FNOフレームワークは量子化学シミュレーションのための占有空間と仮想軌道空間を体系的に還元する。
mi-fno還元から得られるインクリメントの相関エネルギーは、位相推定アルゴリズムや変分量子固有解法(vqe)のような量子アルゴリズムを含む様々なアルゴリズムによって解くことができる。
cc-pvdz基底集合を用いて、小さな分子(例えば、beh$_2$, ch$_4$, nh$_3$, h$_2$o, hf)の場合の相関エネルギーを得るために、ユニタリ結合クラスターシングルとダブルスvqeフレームワークを用いる。
量子資源の要求条件は、工業的環境において$\alpha$-オレフィンの重合に利用される制約付き幾何錯体(CGC)触媒に対して推定される。
mi-fnoアプローチは,システム全体のシミュレーションと比較して,量子ビット要求を大幅に削減することを示す。
NISQ装置の進展を評価するのに適した量子化学問題のスケーラブルな例をMI-FNOフレームワークで作成できることを提案する。
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