論文の概要: Morse Potential on a Quantum Computer for Molecules and Supersymmetric
Quantum Mechanics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.05102v1
- Date: Tue, 9 Feb 2021 20:00:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-12 02:57:25.201730
- Title: Morse Potential on a Quantum Computer for Molecules and Supersymmetric
Quantum Mechanics
- Title（参考訳）: 分子と超対称量子力学のための量子コンピュータのモースポテンシャル
- Authors: Josh Apanavicius, Yuan Feng, Yasmin Flores, Mohammad Hassan, Michael
McGuigan
- Abstract要約: モースポテンシャルは二原子分子を記述するのに有用であり、分光によって測定できる有限個の有界状態を持つ。
これは超対称量子力学を用いた完全に可溶なポテンシャルの例でもある。
我々は,IBM QISKitソフトウェアと変分量子アイゲンソルバ(VQE)アルゴリズムを用いて,モースポテンシャルの基底状態と第1励起状態エネルギーを算出する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.330804884544937
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In this paper we discuss the Morse potential on a quantum computer. The Morse
potential is useful to describe diatomic molecules and has a finite number of
bound states which can be measured through spectroscopy. It is also a example
of an exactly soluble potential using supersymmetric quantum mechanics. Using
the the supersymmetric quantum mechanics formalism one can derive a heirachy of
Hamiltonians such that the ground state of the next rung on the heirarchy yeids
the first excited state of the hamiltonian below it. Using this method one can
determine all the states of the Morse potential by calculating all the ground
states of the sequence of Hamiltonians in the heirarchy. We use the IBM QISKit
software together with the Variational Quantum Eiegensolver (VQE) algorithm to
calculate the ground state and first excited state energy of the Morse
potential and find agreement with the exact expression for the bound state
energies of the Morse Potential. We analyze different optimizers to study the
numerical effect on the calculations. Finally we perform quantum computations
for diatomic and triatomic molecules to illustrate the application of these
techniques on near term quantum computers and find excellent agreement with
experimental data.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,量子コンピュータ上でのモースポテンシャルについて論じる。
モースポテンシャルは二原子分子を記述するのに有用であり、分光によって測定できる有限個の結合状態を持つ。
これは超対称量子力学を用いた完全に可溶なポテンシャルの例でもある。
超対称量子力学の形式論を用いることで、次のラングの基底状態がその下のハミルトニアンの最初の励起状態となるようなハミルトニアンの定式化を導出することができる。
この方法を用いることで、Morseポテンシャルのすべての状態は、継承階層内のハミルトニアン列の基底状態の全てを計算することで決定できる。
我々は、IBM QISKitソフトウェアと変分量子アイゲンソルバ(VQE)アルゴリズムを用いて、モースポテンシャルの基底状態と第1励起状態エネルギーを計算し、モースポテンシャルの境界状態エネルギーの正確な式との一致を求める。
計算に対する数値効果を研究するために,様々な最適化器を解析した。
最後に、2原子分子と3原子分子の量子計算を行い、これらの手法の短期量子コンピュータへの応用を実証し、実験データとの良好な一致を見出す。
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