論文の概要: Calculation of core-excited and core-ionized states using variational
quantum deflation method and applications to photocatalyst modelling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.10350v1
- Date: Mon, 20 Dec 2021 06:11:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-04 01:14:40.165141
- Title: Calculation of core-excited and core-ionized states using variational
quantum deflation method and applications to photocatalyst modelling
- Title（参考訳）: 変分量子デフレレーション法によるコア励起およびコアイオン化状態の計算と光触媒モデリングへの応用
- Authors: Soichi Shirai, Takahiro Horiba and Hirotoshi Hirai
- Abstract要約: 変分量子デフレレーション(VQD)は、励起状態の計算のための量子古典的ハイブリッドアルゴリズムである。
適切なコスト関数を用いたVQD計算を機能性材料の解析に適用することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The possibility of performing quantum chemical calculations using quantum
computers has attracted much interest. In this regard, variational quantum
deflation (VQD) is a quantum-classical hybrid algorithm for the calculation of
excited states with noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices. Although
the validity of this method has been demonstrated, there have been few
practical applications, primarily because of the uncertain effect of
calculation conditions on the results. In the present study, calculations of
the core-excited and core-ionized states for common molecules based on the VQD
method were simulated using a classical computer, focusing on the effects of
the weighting coefficients applied in the penalty terms of the cost function.
Adopting a simplified procedure for estimating the weighting coefficients based
on molecular orbital levels allowed these core-level states to be successfully
calculated. The O 1s core-ionized state for a water molecule was calculated
with various weighting coefficients and the resulting ansatz states were
systematically examined. The application of this technique to functional
materials was demonstrated by calculating the core-level states for titanium
dioxide (TiO2) and nitrogen-doped TiO2 models. The results demonstrate that VQD
calculations employing an appropriate cost function can be applied to the
analysis of functional materials in conjunction with an experimental approach.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータを用いた量子化学計算の可能性は多くの関心を集めている。
この点において、変分量子デフレレーション (vqd) は雑音中規模量子(nisq)デバイスを用いた励起状態の計算のための量子古典ハイブリッドアルゴリズムである。
この手法の有効性は実証されているが、計算条件が結果に不確実性をもたらすため、実用的応用は少ない。
本研究では,VQD法に基づく共通分子のコア励起およびコアイオン化状態の計算を古典計算機を用いてシミュレーションし,コスト関数のペナルティ項に適用した重み付け係数の影響に着目した。
分子軌道準位に基づいて重み付け係数を簡易に推定する方法を採用することで、これらのコア準位をうまく計算することができた。
水分子のo1sコアイオン化状態は様々な重み付け係数で計算され,その結果得られたアンサッツ状態が系統的に検討された。
酸化チタン(TiO2)および窒素ドープTiO2モデルのコアレベル状態を計算することにより, 機能性材料への本手法の適用を実証した。
その結果, 適切なコスト関数を用いたVQD計算が, 実験手法とともに機能材料の解析に応用できることが示唆された。
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