論文の概要: Analytical Ground- and Excited-State Gradients for Molecular Electronic
Structure Theory from Hybrid Quantum/Classical Methods
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.05040v1
- Date: Mon, 11 Oct 2021 07:14:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-11 19:26:21.119290
- Title: Analytical Ground- and Excited-State Gradients for Molecular Electronic
Structure Theory from Hybrid Quantum/Classical Methods
- Title（参考訳）: ハイブリッド量子・古典法による分子電子構造理論の解析的基底・励起状態勾配
- Authors: Robert M. Parrish, Gian-Luca R. Anselmetti, Christian Gogolin
- Abstract要約: この勾配に対する応答寄与が量子的努力によってどのように評価されるかを示す。
解析的勾配の正確さを数値的に示し、量子応答の寄与の大きさについて論じる。
- 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: We develop analytical gradients of ground- and excited-state energies with
respect to system parameters including the nuclear coordinates for the hybrid
quantum/classical multistate contracted variational quantum eigensolver
(MC-VQE) applied to fermionic systems. We show how the resulting response
contributions to the gradient can be evaluated with a quantum effort similar to
that of obtaining the VQE energy and independent of the total number of
derivative parameters (e.g. number of nuclear coordinates) by adopting a
Lagrangian formalism for the evaluation of the total derivative. We also
demonstrate that large-step-size finite-difference treatment of directional
derivatives in concert with the parameter shift rule can significantly mitigate
the complexity of dealing with the quantum parameter Hessian when solving the
quantum response equations. This enables the computation of analytical
derivative properties of systems with hundreds of atoms, while solving an
active space of their most strongly correlated orbitals on a quantum computer.
We numerically demonstrate the exactness the analytical gradients and discuss
the magnitude of the quantum response contributions.
- Abstract（参考訳）: 我々は、フェルミオン系に適用されたハイブリッド量子/古典多状態縮退型変分量子固有解器(MC-VQE)の核座標を含む系パラメータに関する基底および励起状態エネルギーの分析勾配を開発する。
本稿では,vqeエネルギーを得るような量子的な労力で勾配への応答を評価できることを示すとともに,全微分の評価にラグランジュ形式を採用することにより,導関数パラメータの総数(核座標数など)に依存しないことを示す。
また, パラメータシフト則に準拠した方向微分の大規模有限差分処理は, 量子応答方程式の解法において, 量子パラメータヘッシアンを扱う複雑さを著しく軽減することを示した。
これにより、数百個の原子を持つ系の分析微分特性の計算が可能となり、量子コンピュータ上で最も強く相関した軌道の活性空間を解くことができる。
解析勾配の厳密性を数値的に示し,量子応答の寄与の大きさについて考察する。
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