論文の概要: Using Quantum Annealers to Calculate Ground State Properties of
Molecules
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.10779v2
- Date: Thu, 26 Nov 2020 22:07:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-01 06:47:03.623955
- Title: Using Quantum Annealers to Calculate Ground State Properties of
Molecules
- Title（参考訳）: 量子アニーラを用いた分子の基底状態の計算
- Authors: Justin Copenhaver, Adam Wasserman, Birgit Wehefritz-Kaufmann
- Abstract要約: 我々は、Isingモデルに基づく量子アニールを用いた分子ハミルトニアンの基底状態を見つけるための2つの異なる方法についてレビューした。
現代のアルゴリズムでは依然として性能が優れており、リソース要求のスケーリングは依然として課題である。
- 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: Quantum annealers are an alternative approach to quantum computing which make
use of the adiabatic theorem to efficiently find the ground state of a
physically realizable Hamiltonian. Such devices are currently commercially
available and have been successfully applied to several combinatorial and
discrete optimization problems. However, the application of quantum annealers
to problems in chemistry remains a relatively sparse area of research due to
the difficulty in mapping molecular systems to the Ising model Hamiltonian. In
this paper we review two different methods for finding the ground state of
molecular Hamiltonians using Ising model-based quantum annealers. In addition,
we compare the relative effectiveness of each method by calculating the binding
energies, bond lengths, and bond angles of the H+3and H2O molecules and mapping
their potential energy curves. We also assess the resource requirements of each
method by determining the number of qubits and computation time required to
simulate each molecule using various parameter values. While each of these
methods is capable of accurately predicting the ground state properties of
small molecules, we find that they are still outperformed by modern classical
algorithms and that the scaling of the resource requirements remains a
challenge.
- Abstract（参考訳）: 量子アンネラ(quantum annealers)は、物理的に実現可能なハミルトニアンの基底状態を見つけるために断熱定理を用いる量子コンピューティングの代替手法である。
これらのデバイスは現在市販されており、いくつかの組合せおよび離散最適化問題に適用されている。
しかし、量子アニールの化学問題への応用は、分子系をイジングモデルハミルトニアンにマッピングすることが困難であるため、研究の領域としては比較的疎いままである。
本稿では,Isingモデルを用いた量子アニールを用いた分子ハミルトニアンの基底状態探索法について述べる。
さらに, H+3およびH2O分子の結合エネルギー, 結合長, 結合角を計算し, そのポテンシャルエネルギー曲線をマッピングすることによって, 各手法の相対効果を比較する。
また,様々なパラメータ値を用いて各分子をシミュレートするのに必要なキュービット数と計算時間を決定することにより,各手法の資源要求を評価する。
これらの手法はそれぞれ、小分子の基底状態特性を正確に予測することができるが、現代の古典的アルゴリズムではまだ優れており、資源要求のスケーリングは依然として課題である。
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