論文の概要: Simulation of Condensed-Phase Spectroscopy with Near-term Digital Quantum Computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.10767v1
• Date: Sun, 20 Jun 2021 22:30:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-26 01:14:53.954411
• Title: Simulation of Condensed-Phase Spectroscopy with Near-term Digital Quantum Computer
• Title（参考訳）: 量子コンピュータを用いた凝縮位相分光のシミュレーション
• Authors: Chee-Kong Lee, Chang-Yu Hsieh, Shengyu Zhang, Liang Shi
• Abstract要約: マルチスケールモデリングと時間依存変分量子アルゴリズムを組み合わせてシステムの線形分光を計算するワークフローを開発する。 有機半導体の紫外吸収スペクトルを数値シミュレーションすることで,本手法の有効性を実証する。 この手法は他の線形凝縮相分光法に直接適用することができ、非線形多次元分光法に拡張できる可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 23.13347792805101
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Spectroscopy is an indispensable tool in understanding the structures and dynamics of molecular systems. However computational modelling of spectroscopy is challenging due to the exponential scaling of computational complexity with system sizes unless drastic approximations are made. Quantum computer could potentially overcome these classically intractable computational tasks, but existing approaches using quantum computers to simulate spectroscopy can only handle isolated and static molecules. In this work we develop a workflow that combines multi-scale modeling and time-dependent variational quantum algorithm to compute the linear spectroscopy of systems interacting with their condensed-phase environment via the relevant time correlation function. We demonstrate the feasibility of our approach by numerically simulating the UV-Vis absorption spectra of organic semiconductors. We show that our dynamical approach captures several spectral features that are otherwise overlooked by static methods. Our method can be directly used for other linear condensed-phase spectroscopy and could potentially be extended to nonlinear multi-dimensional spectroscopy.
• Abstract（参考訳）: 分光法は分子系の構造と力学を理解するのに欠かせない道具である。 しかし、急激な近似を行わない限り、システムサイズによる計算複雑性の指数的スケーリングのため、分光の計算モデリングは困難である。 量子コンピュータは、これらの古典的に難解な計算タスクを克服する可能性があるが、量子コンピュータを用いて分光をシミュレートする既存のアプローチは、孤立分子と静的分子のみを扱うことができる。 本研究では,マルチスケールモデリングと時間依存変動量子アルゴリズムを組み合わせたワークフローを構築し,関連する時間相関関数を用いて,凝縮相環境と相互作用するシステムの線形分光を計算する。 有機半導体の紫外吸収スペクトルを数値シミュレーションすることで,本手法の有効性を実証する。 我々の動的アプローチは、静的手法で見落としているいくつかのスペクトル特徴を捉えていることを示す。 この手法は他の線形凝縮相分光法に直接適用することができ、非線形多次元分光法に拡張することができる。

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