論文の概要: Say NO to Optimization: A Non-Orthogonal Quantum Eigensolver

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.09039v1
• Date: Wed, 18 May 2022 16:20:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-12 18:03:26.777811
• Title: Say NO to Optimization: A Non-Orthogonal Quantum Eigensolver
• Title（参考訳）: say no to optimization:非直交量子固有解法
• Authors: Unpil Baek, Diptarka Hait, James Shee, Oskar Leimkuhler, William J. Huggins, Torin F. Stetina, Martin Head-Gordon, K. Birgitta Whaley
• Abstract要約: 低層状態がほぼ退化した電子系における静的相関と動的相関のバランスの取れた記述は、古典的コンピュータ上でのマルチコンフィグレーション手法の課題である。 本稿では、相関クラスタ演算子の作用を利用して、高品質な波動関数アンゼを提供する量子アルゴリズムを提案する。
• 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: A balanced description of both static and dynamic correlations in electronic systems with nearly degenerate low-lying states presents a challenge for multi-configurational methods on classical computers. We present here a quantum algorithm utilizing the action of correlating cluster operators to provide high-quality wavefunction ans\"atze employing a non-orthogonal multireference basis that captures a significant portion of the exact wavefunction in a highly compact manner, and that allows computation of the resulting energies and wavefunctions at polynomial cost with a quantum computer. This enables a significant improvement over the corresponding classical non-orthogonal solver, which incurs an exponential cost when evaluating off-diagonal matrix elements between the ansatz states, and is therefore intractable. We implement the non-orthogonal quantum eigensolver (NOQE) here with an efficient ansatz parameterization inspired by classical quantum chemistry methods that succeed in capturing significant amounts of electronic correlation accurately. By taking advantage of classical methods for chemistry, NOQE provides a flexible, compact, and rigorous description of both static and dynamic electronic correlation, making it an attractive method for the calculation of electronic states of a wide range of molecular systems.
• Abstract（参考訳）: 低層状態の電子系における静的相関と動的相関のバランスの取れた記述は、古典的コンピュータ上での多重構成手法の課題である。 本稿では、クラスタ演算子の作用を利用した量子アルゴリズムを用いて、非直交多重参照に基づく高品質な波動関数 ans\atze を提供することにより、正確な波動関数のかなりの部分を高精度に捕捉し、結果として得られるエネルギーと波動関数の計算を、量子コンピュータで多項式コストで行えるようにする。 これにより、アンザッツ状態間の対角行列要素を評価する際に指数的なコストが発生する古典的非直交解法よりも顕著な改善が可能となり、したがって難解となる。 非直交量子固有解器 (NOQE) は古典的量子化学法にインスパイアされた効率的なアンサッツパラメタライゼーションにより, かなりの量の電子相関を正確に取得することに成功した。 化学の古典的な方法を活用することにより、NOQEは静的電子相関と動的電子相関の両方を柔軟でコンパクトで厳密に記述し、幅広い分子系の電子状態を計算するための魅力的な方法である。

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