論文の概要: Quantum computation of silicon electronic band structure

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.03807v1
• Date: Sat, 6 Jun 2020 07:45:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-16 11:24:13.296310
• Title: Quantum computation of silicon electronic band structure
• Title（参考訳）: シリコン電子バンド構造の量子計算
• Authors: Frank T. Cerasoli, Kyle Sherbert, Jagoda S{\l}awi\'nska, Marco Buongiorno Nardelli
• Abstract要約: 量子プロセッサ上で分子をシミュレートするために設計された量子化学における前例のない手法は、周期的な固体の性質を計算するために拡張可能であることを示す。 特に,変分量子固有解法アルゴリズムを実装した最小深度回路を提案し,シリコンのバンド構造を量子マシン上で初めて計算することに成功した。
• 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: Development of quantum architectures during the last decade has inspired hybrid classical-quantum algorithms in physics and quantum chemistry that promise simulations of fermionic systems beyond the capability of modern classical computers, even before the era of quantum computing fully arrives. Strong research efforts have been recently made to obtain minimal depth quantum circuits which could accurately represent chemical systems. Here, we show that unprecedented methods used in quantum chemistry, designed to simulate molecules on quantum processors, can be extended to calculate properties of periodic solids. In particular, we present minimal depth circuits implementing the variational quantum eigensolver algorithm and successfully use it to compute the band structure of silicon on a quantum machine for the first time. We are convinced that the presented quantum experiments performed on cloud-based platforms will stimulate more intense studies towards scalable electronic structure computation of advanced quantum materials.
• Abstract（参考訳）: 過去10年間の量子アーキテクチャの開発は、量子コンピューティングの時代が完全に到来する以前にも、現代の古典コンピュータの能力を超えたフェルミオン系のシミュレーションを約束する物理と量子化学のハイブリッド古典量子アルゴリズムにインスピレーションを与えた。 化学系を正確に表現できる最小深度量子回路を得るための強力な研究が最近行われている。 ここでは、量子プロセッサ上の分子をシミュレートするために設計された量子化学における前例のない手法が、周期的な固体の性質を計算するために拡張可能であることを示す。 特に,変分量子固有解法アルゴリズムを実装した最小深度回路を提案し,シリコンのバンド構造を量子マシン上で初めて計算することに成功した。 クラウドベースのプラットフォーム上で行った量子実験により、高度な量子材料のスケーラブルな電子構造計算へのさらなる研究が促進されると確信している。

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