論文の概要: Excited state calculations using variational quantum eigensolver with
spin-restricted ans\"atze and automatically-adjusted constraints
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.14448v3
- Date: Thu, 29 Dec 2022 15:44:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-10 03:26:32.373008
- Title: Excited state calculations using variational quantum eigensolver with
spin-restricted ans\"atze and automatically-adjusted constraints
- Title（参考訳）: スピン制限ans\"atzeと自動調整制約を用いた変分量子固有解法を用いた励起状態計算
- Authors: Shigeki Gocho, Hajime Nakamura, Shu Kanno, Qi Gao, Takao Kobayashi,
Taichi Inagaki, and Miho Hatanaka
- Abstract要約: 鍵ジオメトリーにおける基底状態と励起状態の計算は、光物性の理解に不可欠である。
本稿では, 化学に着想を得たスピン制限アンサッツと, 自動調整制約下での変分量子固有解法と呼ばれる新しい励起状態計算法を組み合わせる戦略を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.052960220478618
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The ground and excited state calculations at key geometries, such as the
Frank-Condon (FC) and the conical intersection (CI) geometries, are essential
for understanding photophysical properties. To compute these geometries on
noisy intermediate-scale quantum devices, we proposed a strategy that combined
a chemistry-inspired spin-restricted ansatz and a new excited state calculation
method called the variational quantum eigensolver under automatically-adjusted
constraints (VQE/AC). Unlike the conventional excited state calculation method,
called the variational quantum deflation, the VQE/AC does not require the
pre-determination of constraint weights and has the potential to describe
smooth potential energy surfaces. To validate this strategy, we performed the
excited state calculations at the FC and CI geometries of ethylene and phenol
blue at the complete active space self-consistent field (CASSCF) level of
theory, and found that the energy errors were at most 2 kcal mol$^{-1}$ even on
the ibm_kawasaki device.
- Abstract（参考訳）: フランク・コンドン (fc) や円錐交叉 (ci) といった主要な幾何学における基底および励起状態の計算は、光物理特性を理解する上で必須である。
ノイズの多い中間スケールの量子デバイス上でこれらのジオメトリを計算するために,化学に着想を得たスピン制限型アンサッツと,自動調整制約(VQE/AC)の下での変分量子固有解器と呼ばれる新しい励起状態計算法を組み合わせた戦略を提案した。
変分量子デフレックスと呼ばれる従来の励起状態計算法とは異なり、VQE/ACは制約重みの事前決定を必要とせず、滑らかなポテンシャルエネルギー表面を記述することができる。
この戦略を検証するため, 完全活性空間自己整合場(CASSCF)レベルでエチレンおよびフェノールブルーのFCおよびCI領域における励起状態計算を行い, ibm_川崎装置上でもエネルギー誤差が少なくとも2 kcal mol$^{-1}$であったことを確認した。
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