論文の概要: Electronic structure with direct diagonalization on a D-Wave quantum annealer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.01373v1
• Date: Wed, 2 Sep 2020 22:46:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-04 00:54:44.838792
• Title: Electronic structure with direct diagonalization on a D-Wave quantum annealer
• Title（参考訳）: D波量子アニールの直接対角化による電子構造
• Authors: Alexander Teplukhin, Brian K. Kendrick, Sergei Tretiak and Pavel A. Dub
• Abstract要約: 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。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 62.997667081978825
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum chemistry is regarded to be one of the first disciplines that will be revolutionized by quantum computing. Although universal quantum computers of practical scale may be years away, various approaches are currently being pursued to solve quantum chemistry problems on near-term gate-based quantum computers and quantum annealers by developing the appropriate algorithm and software base. This work implements the general Quantum Annealer Eigensolver (QAE) algorithm to solve the molecular electronic Hamiltonian eigenvalue-eigenvector problem on a D-Wave 2000Q quantum annealer. The approach is based on the matrix formulation, efficiently uses qubit resources based on a power-of-two encoding scheme and is hardware-dominant relying on only one classically optimized parameter. We demonstrate the use of D-Wave hardware for obtaining ground and electronically excited states across a variety of small molecular systems. This approach can be adapted for use by a vast majority of electronic structure methods currently implemented in conventional quantum-chemical packages. The results of this work will encourage further development of software such as qbsolv which has promising applications in emerging quantum information processing hardware and is able to address large and complex optimization problems intractable for classical computers.
• Abstract（参考訳）: 量子化学は量子コンピューティングによって革新される最初の分野の1つであると考えられている。 実用規模の普遍量子コンピュータは数年先にあるかもしれないが、現在、適切なアルゴリズムとソフトウェアベースを開発することで、短期ゲートベースの量子コンピュータと量子アニールの量子化学問題を解くために様々なアプローチが追求されている。 本研究は、d-wave 2000q量子アネラー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の一般量子アネラー固有解法(qae)アルゴリズムを実装している。 この手法は行列の定式化に基づいており、2つのエンコーディング方式に基づく量子ビット資源を効率的に使用し、1つの古典的最適化パラメータのみに依存するハードウェア優位である。 本研究では,d-waveハードウェアを用いて,様々な分子系において地上および電子励起状態を得る方法を示す。 このアプローチは、従来の量子化学パッケージに実装されている電子構造法の大部分に応用することができる。 この研究の成果は、量子情報処理ハードウェアに有望な応用があり、古典的コンピュータにとって難解な大規模で複雑な最適化問題に対処できるqbsolvのようなソフトウェアの開発を促進する。

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