論文の概要: Concept of orbital entanglement and correlation in quantum chemistry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.00961v2
• Date: Sun, 17 Jan 2021 13:33:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-17 11:28:31.491764
• Title: Concept of orbital entanglement and correlation in quantum chemistry
• Title（参考訳）: 量子化学における軌道エンタングルメントと相関の概念
• Authors: Lexin Ding, Sam Mardazad, Sreetama Das, Szil\'ard Szalay, Ulrich Schollw\"ock, Zolt\'an Zimbor\'as, Christian Schilling
• Abstract要約: 近年の量子化学の発展は、電子構造の主要な記述子として軌道間の量子相互情報を確立している。 我々の研究は、電子構造の特異な量化器として、物理相関とその古典的および量子的部分への分離を導入している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5541644538483949
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A recent development in quantum chemistry has established the quantum mutual information between orbitals as a major descriptor of electronic structure. This has already facilitated remarkable improvements of numerical methods and may lead to a more comprehensive foundation for chemical bonding theory. Building on this promising development, our work provides a refined discussion of quantum information theoretical concepts by introducing the physical correlation and its separation into classical and quantum parts as distinctive quantifiers of electronic structure. In particular, we succeed in quantifying the entanglement. Intriguingly, our results for different molecules reveal that the total correlation between orbitals is mainly classical, raising questions about the general significance of entanglement in chemical bonding. Our work also shows that implementing the fundamental particle number superselection rule, so far not accounted for in quantum chemistry, removes a major part of correlation and entanglement previously seen. In that respect, realizing quantum information processing tasks with molecular systems might be more challenging than anticipated.
• Abstract（参考訳）: 近年の量子化学の発展は、電子構造の主要な記述子として軌道間の量子相互情報を確立している。 これは既に数値的な方法の顕著な改善を促進しており、化学結合理論のより包括的な基盤に繋がる可能性がある。 この有望な発展に基づき、本研究は電子構造の特異な量子化子として、古典的および量子的な部分への物理的相関とその分離を導入することにより、量子情報理論的概念の洗練された議論を提供する。 特に、絡み合いの定量化に成功した。 興味深いことに、異なる分子に対する我々の結果は、軌道間の全相関は主に古典的であり、化学結合における絡み合いの一般的な意義について疑問を投げかける。 また, 量子化学では説明されていない素粒子数超選択則の実装は, 以前に見られた相関や絡み合いの大きな部分を取り除くことも示している。 その点において、分子システムによる量子情報処理タスクの実現は、予想以上に困難である。

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