論文の概要: Quantum simulations of molecular systems with intrinsic atomic orbitals

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.08137v3
• Date: Tue, 16 Aug 2022 14:50:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-23 23:32:18.615120
• Title: Quantum simulations of molecular systems with intrinsic atomic orbitals
• Title（参考訳）: 固有の原子軌道を持つ分子系の量子シミュレーション
• Authors: Stefano Barison, Davide Emilio Galli, Mario Motta
• Abstract要約: 分子の量子シミュレーションにおける内在性原子軌道(IAO)の利用について検討する。 変動量子固有解器の枠組みにおける基底状態エネルギーと1-および2-体密度演算子について検討する。 また、この手法を小分子の基底状態および励起状態エネルギーの計算にも応用する。
• 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: Quantum simulations of molecular systems on quantum computers often employ minimal basis sets of Gaussian orbitals. In comparison with more realistic basis sets, quantum simulations employing minimal basis sets require fewer qubits and quantum gates, but yield results of lower accuracy. A natural strategy to achieve more accurate results is to increase the basis set size, which in turn requires increasing the number of qubits and quantum gates. Here we explore the use of intrinsic atomic orbitals (IAOs) in quantum simulations of molecules, to improve the accuracy of energies and properties at the same computational cost required by a minimal basis. We investigate ground-state energies and one- and two-body density operators in the framework of the variational quantum eigensolver, employing and comparing different Ans\"{a}tze. We also demonstrate the use of this approach in the calculation of ground- and excited-states energies of small molecules by a combination of quantum algorithms, using IBM Quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータ上の分子系の量子シミュレーションは、しばしばガウス軌道の最小基底集合を用いる。 より現実的な基底セットと比較して、最小基底セットを用いた量子シミュレーションは量子ビットと量子ゲートを少なくするが、精度は低い。 より正確な結果を得るための自然な戦略は基底集合のサイズを増加させることであり、量子ビットと量子ゲートの数を増やす必要がある。 本稿では、分子の量子シミュレーションにおける内在性原子軌道(IAO)の利用について検討し、最小基底で必要とされる計算コストでエネルギーと特性の精度を向上させる。 本研究では,異なるans\"{a}tzeを用いて,変分量子固有解法の枠組みにおける基底状態エネルギーと1体および2体密度作用素について検討する。 また,IBM 量子コンピュータを用いた量子アルゴリズムの組み合わせによる小分子の基底状態および励起状態エネルギーの計算におけるこのアプローチの利用を実証した。

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