論文の概要: Calculating nonadiabatic couplings and Berry's phase by variational
quantum eigensolvers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.01706v3
- Date: Tue, 29 Jun 2021 14:11:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-31 07:31:06.365907
- Title: Calculating nonadiabatic couplings and Berry's phase by variational
quantum eigensolvers
- Title（参考訳）: 変分量子固有解法による断熱結合とベリー相の計算
- Authors: Shiro Tamiya, Sho Koh, and Yuya O. Nakagawa
- Abstract要約: 変分量子固有解法(VQE)は、量子化学と量子多体物理学において系の固有エネルギーと固有状態を求めるアルゴリズムである。
本稿では,量子化学系における分子の非断熱結合と,量子多体系におけるベリー相を計算するためのVQEの拡張を提案する。
- 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 variational quantum eigensolver (VQE) is an algorithm to find
eigenenergies and eigenstates of systems in quantum chemistry and quantum
many-body physics. The VQE is one of the most promising applications of
near-term quantum devices to investigate such systems. Here we propose an
extension of the VQE to calculate the nonadiabatic couplings of molecules in
quantum chemical systems and Berry's phase in quantum many-body systems. Both
quantities play an important role to understand the properties of a system
beyond the naive adiabatic picture, e.g., nonadiabatic dynamics and topological
phase of matter. We provide quantum circuits and classical post-processings to
calculate the nonadiabatic couplings and Berry's phase. Specifically, we show
that the evaluation of the nonadiabatic couplings reduces to that of
expectation values of observables while that of Berry's phase also requires one
additional Hadamard test. Furthermore, we simulate the photodissociation
dynamics of a lithium fluoride molecule using the nonadiabatic couplings
evaluated on a real quantum device. Our proposal widens the applicability of
the VQE and the possibility of near-term quantum devices to study molecules and
quantum many-body systems.
- Abstract（参考訳）: 変分量子固有解法(VQE)は、量子化学と量子多体物理学において系の固有エネルギーと固有状態を求めるアルゴリズムである。
VQEは、そのようなシステムを調べるための、短期量子デバイスの最も有望な応用の1つである。
本稿では,量子化学系における分子の非断熱結合と量子多体系におけるベリー相を計算するためのvqeの拡張を提案する。
どちらの量も、ナイーブな断熱像を超えたシステムの特性、例えば非断熱力学や物質の位相相を理解する上で重要な役割を果たす。
非線形結合とベリー位相を計算するために量子回路と古典的後処理を提供する。
具体的には, ノナディアバティックカップリングの評価は観測可能性の期待値の値に減少するが, ベリー相は1つのアダマール検定も必要であることを示した。
さらに, フルオライドリチウム分子の光解離ダイナミクスを, 実量子デバイスで評価した非断熱結合を用いてシミュレートした。
我々の提案は、VQEの適用性と、分子や量子多体システムを研究するための短期量子デバイスの可能性を広げるものである。
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