論文の概要: Analytical nonadiabatic couplings and gradients within the
state-averaged orbital-optimized variational quantum eigensolver
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.04576v2
- Date: Thu, 6 Jan 2022 14:40:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-15 18:08:41.770517
- Title: Analytical nonadiabatic couplings and gradients within the
state-averaged orbital-optimized variational quantum eigensolver
- Title（参考訳）: 状態平均軌道最適化変分量子固有解法における非断熱結合と勾配
- Authors: Saad Yalouz, Emiel Koridon, Bruno Senjean, Benjamin Lasorne, Francesco
Buda and Lucas Visscher
- Abstract要約: 我々は、最近の状態最適化軌道最適化変分量子固有解法(SA-OO-VQE)アルゴリズムに、いくつかの技術的および分析的拡張を導入する。
現在の量子コンピュータの限界によって動機付けられた最初の拡張は、SA-OO-VQE固有状態を見つけるための効率的な状態分解手順からなる。
2つ目の拡張は解析的勾配と非断熱的結合の推定を可能にする。
- 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: In this work, we introduce several technical and analytical extensions to our
recent state-averaged orbital-optimized variational quantum eigensolver
(SA-OO-VQE) algorithm (see Ref. [S. Yalouz et al. ,Quantum Sci. Technol. 6,
024004 (2021).]). Motivated by the limitations of current quantum computers,
the first extension consists in an efficient state-resolution procedure to find
the SA-OO-VQE eigenstates, and not just the subspace spanned by them, while
remaining in the equi-ensemble framework. This approach avoids expensive
intermediate resolutions of the eigenstates by postponing this problem to the
very end of the full algorithm. The second extension allows for the estimation
of analytical gradients and non-adiabatic couplings, which are crucial in many
practical situations ranging from the search of conical intersections to the
simulation of quantum dynamics, in, for example, photoisomerization reactions.
The accuracy of our new implementations is demonstrated on the formaldimine
molecule CH$_2$NH (a minimal Schiff base model relevant for the study of
photoisomerization in larger bio-molecules), for which we also perform a
geometry optimization to locate a conical intersection between the ground and
first-excited electronic states of the molecule.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,最新の状態平均軌道最適化変分量子固有解法 (sa-oo-vqe) の技術的および解析的拡張について紹介する。
[S. Yalouz et al.,Quantum Sci. Technol. 6, 024004 (2021)]
現在の量子コンピュータの限界に動機づけられた最初の拡張は、sa-oo-vqe固有状態を見つけるための効率的な状態解決手順であり、それらにまたがる部分空間だけでなく、equi-ensembleフレームワークに残されている。
このアプローチは、この問題を全アルゴリズムの終端に延期することで、固有状態の高価な中間分解を避ける。
2つ目の拡張は、円錐交叉の探索から、例えば光異性化反応のような量子力学のシミュレーションまで、多くの実践的な状況において重要な解析的勾配と非断熱的カップリングの推定を可能にする。
新しい実装の精度は、ホルマジミン分子ch$_2$nh(より大きな生体分子における光異性化の研究に関係した最小シッフ基底モデル)で実証され、また、分子の接点と最初の励起電子状態との間の円錐形の交点を見つけるための幾何学的最適化も行う。
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