論文の概要: Improving the Accuracy of the Variational Quantum Eigensolver for
Molecular Systems by the Explicitly-Correlated Perturbative
[2]-R12-Correction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.06812v2
- Date: Tue, 31 May 2022 15:28:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-11 14:32:59.991775
- Title: Improving the Accuracy of the Variational Quantum Eigensolver for
Molecular Systems by the Explicitly-Correlated Perturbative
[2]-R12-Correction
- Title（参考訳）: 明示的相関摂動[2]-R12補正による分子系の変量量子固有解器の精度向上
- Authors: Philipp Schleich, Jakob S. Kottmann, Al\'an Aspuru-Guzik
- Abstract要約: 変分量子固有解法(VQE)の文脈における普遍的、摂動論的に相関した[2]$_textR12$-correctionの積分を提供する。
このアプローチは、追加の量子資源を必要とせず、基礎となる参照法の精度を大幅に向上させることができる。
- 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 provide an integration of the universal, perturbative explicitly
correlated [2]$_\text{R12}$-correction in the context of the Variational
Quantum Eigensolver (VQE). This approach is able to increase the accuracy of
the underlying reference method significantly while requiring no additional
quantum resources. Our proposed approach only requires knowledge of the one-
and two-particle reduced density matrices (RDMs) of the reference wavefunction;
these can be measured after having reached convergence in VQE. The RDMs are
then combined with a set of molecular integrals. This computation comes at a
cost that scales as the sixth power of the number of electrons. We explore the
performance of the VQE+[2]$_\text{R12}$ approach using both conventional
Gaussian basis sets and our recently proposed directly determined pair-natural
orbitals obtained by multiresolution analysis (MRA-PNOs). Both Gaussian orbital
and PNOs are investigated as a potential set of complementary basis functions
in the computation of [2]$_\text{R12}$. In particular the combination of
MRA-PNOs with [2]$_\text{R12}$ has turned out to be very promising --
persistently throughout our data, this allowed very accurate simulations at a
quantum cost of a minimal basis set. Additionally, we found that the deployment
of PNOs as complementary basis can greatly reduce the number of complementary
basis functions that enter the computation of the correction at a cubic
complexity.
- Abstract（参考訳）: 変分量子固有解法(VQE)の文脈において、普遍的で摂動論的に相関した[2]$_\text{R12}$-補正を積分する。
このアプローチは、追加の量子リソースを必要とせずに、基礎となる参照法の精度を大幅に向上することができる。
提案手法は、基準波動関数の1粒子と2粒子の還元密度行列(RDM)の知識のみを必要とするが、これらはVQEに収束した後に測定できる。
RDMはその後、分子積分の集合と結合される。
この計算は、電子数の6番目のパワーとしてスケールするコストがかかる。
VQE+[2]$_\text{R12}$アプローチの性能を従来のガウス基底集合と最近提案したMRA-PNOsによる直接決定ペア軌道の両方を用いて検討する。
ガウス軌道と PNO は [2]$_\text{R12}$ の計算における補基底関数の潜在的な集合として研究される。
特にMRA-PNOと[2]$_\text{R12}$の組み合わせは、我々のデータを通して非常に有望であることが判明した。
さらに,相補基底としてpnoを配置することで,補正の計算を立方体複雑性で入力する相補基底関数の数を大幅に削減できることがわかった。
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