論文の概要: Quantum Computing in Pharma: A Multilayer Embedding Approach for Near
Future Applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.04460v2
- Date: Sat, 4 Jun 2022 17:25:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-26 07:06:22.446980
- Title: Quantum Computing in Pharma: A Multilayer Embedding Approach for Near
Future Applications
- Title（参考訳）: ファーマにおける量子コンピューティング:近未来の応用のための多層埋め込みアプローチ
- Authors: Robert Izsak, Christoph Riplinger, Nick S. Blunt, Bernardo de Souza,
Nicole Holzmann, Ophelia Crawford, Joan Camps, Frank Neese, Patrick Schopf
- Abstract要約: 量子コンピュータは、完全に量子力学的な方法で活動空間内の適度な数の軌道を扱うのに優れる。
リゲッティの Aspen-11 QPU 上の (2,2) 活性空間における F$enzi$ 上の量子位相推定法を提案する。
- 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: Quantum computers are special purpose machines that are expected to be
particularly useful in simulating strongly correlated chemical systems. The
quantum computer excels at treating a moderate number of orbitals within an
active space in a fully quantum mechanical manner. We present a quantum phase
estimation calculation on F$_2$ in a (2,2) active space on Rigetti's Aspen-11
QPU. While this is a promising start, it also underlines the need for carefully
selecting the orbital spaces treated by the quantum computer. In this work, a
scheme for selecting such an active space automatically is described and
simulated results obtained using both the quantum phase estimation (QPE) and
variational quantum eigensolver (VQE) algorithms are presented and combined
with a subtractive method to enable accurate description of the environment.
The active occupied space is selected from orbitals localized on the chemically
relevant fragment of the molecule, while the corresponding virtual space is
chosen based on the magnitude of interactions with the occupied space
calculated from perturbation theory. This protocol is then applied to two
chemical systems of pharmaceutical relevance: the enzyme [Fe] hydrogenase and
the photosenzitizer temoporfin. While the sizes of the active spaces currently
amenable to a quantum computational treatment are not enough to demonstrate
quantum advantage, the procedure outlined here is applicable to any active
space size, including those that are outside the reach of classical
computation.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、強い相関を持つ化学系をシミュレートするのに特に有用であると思われる特殊な用途機械である。
量子コンピュータは、活性空間内の中程度の軌道数を完全に量子力学的に扱うのに優れている。
リゲッティの Aspen-11 QPU 上の (2,2) 活性空間における F$_2$ の量子位相推定法を提案する。
これは有望なスタートであるが、量子コンピュータによって扱われる軌道空間を慎重に選ぶ必要性も強調している。
本研究では, 量子位相推定法(qpe)と変分量子固有解法(vqe)法(vqe)の2つのアルゴリズムを用いて, アクティブ空間を自動的に選択するためのスキームを提示し, 減算法と組み合わせて, 環境の正確な記述を可能にする。
活性占有空間は分子の化学関連断片上に局在した軌道から選択され、対応する仮想空間は摂動理論から計算された占有空間との相互作用の大きさに基づいて選択される。
このプロトコールは、酵素[fe]ヒドロゲナーゼと光増感剤テモポルフィンの2つの薬理関係の化学系に適用される。
現在量子計算処理が可能な活性空間のサイズは量子的優位性を示すには不十分であるが、ここで概説した手順は、古典的な計算の範囲外を含む任意の活性空間サイズに適用できる。
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