論文の概要: Variational quantum eigensolver techniques for simulating carbon monoxide oxidation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.11167v3
• Date: Tue, 17 May 2022 10:42:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-17 05:32:15.618139
• Title: Variational quantum eigensolver techniques for simulating carbon monoxide oxidation
• Title（参考訳）: 一酸化炭素酸化シミュレーションのための変分量子固有解法
• Authors: M.D. Sapova and A.K. Fedorov
• Abstract要約: 我々は適応変分アルゴリズム(ADAPT-VQE)の能力を推し進める 提案手法では,O$,CO$,CO$という分子の集合をシミュレートする。 これらの結果に基づき, 化学反応のエネルギー特性を推定した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A family of Variational Quantum Eigensolver (VQE) methods is designed to maximize the resource of existing noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices. However, VQE approaches encounter various difficulties in simulating molecules of industrially relevant sizes, among which the choice of the ansatz for the molecular wavefunction plays a crucial role. In this work, we push forward the capabilities of adaptive variational algorithms (ADAPT-VQE) by demonstrating that the measurement overhead can be significantly reduced via adding multiple operators at each step while keeping the ansatz compact. Within the proposed approach, we simulate a set of molecules, O$_2$, CO, and CO$_2$, participating in the carbon monoxide oxidation processes using the statevector simulator and compare our findings with the results obtained using VQE-UCCSD and classical methods. Based on these results, we estimate the energy characteristics of the chemical reaction. Our results pave the way to the use of variational approaches for solving practically relevant chemical problems.
• Abstract（参考訳）: 変分量子固有解法(VQE)は、既存のノイズのある中間規模量子(NISQ)デバイスの資源を最大化するように設計されている。 しかしながら、vqeアプローチは、分子波動関数に対するアンサッツの選択が重要な役割を果たす、工業的に関連する大きさの分子をシミュレートする様々な困難に直面する。 本研究では,アダプティブ変分アルゴリズム(ADAPT-VQE)の能力を推し進め,各ステップに複数の演算子を追加して,アンザッツをコンパクトに保ちながら測定オーバーヘッドを大幅に削減できることを実証する。 提案手法では, ステートベクターシミュレータを用いた一酸化炭素酸化プロセスに参加する分子群O$_2$, CO$_2$, CO$_2$をシミュレーションし, VQE-UCCSDおよび古典的手法を用いて得られた結果と比較した。 これらの結果に基づき, 化学反応のエネルギー特性を推定した。 本研究は,実際に関連する化学問題を解くための変分的手法の応用への道を開く。

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