論文の概要: Accurate and Efficient Quantum Computations of Molecular Properties
Using Daubechies Wavelet Molecular Orbitals: A Benchmark Study against
Experimental Data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.14476v1
- Date: Sat, 28 May 2022 16:22:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-11 11:29:21.772618
- Title: Accurate and Efficient Quantum Computations of Molecular Properties
Using Daubechies Wavelet Molecular Orbitals: A Benchmark Study against
Experimental Data
- Title（参考訳）: daubechies wavelet分子軌道を用いた分子特性の高精度かつ効率的な量子計算:実験データに対するベンチマーク研究
- Authors: Cheng-Lin Hong, Ting Tsai, Jyh-Pin Chou, Peng-Jen Chen, Pei-Kai Tsai,
Yu-Cheng Chen, En-Jui Kuo, David Srolovitz, Alice Hu, Yuan-Chung Cheng, and
Hsi-Sheng Goan
- Abstract要約: ダウビーウェーブレット基底から構築された最小基底集合は、分子ハミルトニアンをよりよく記述することで正確な結果が得られることを示す。
我々の研究は、分子系の効率的なQCに対して、より効率的で正確な分子ハミルトニアン表現を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.086494083782608
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Although quantum computation (QC) is regarded as a promising numerical method
for computational quantum chemistry, current applications of quantum-chemistry
calculations on quantum computers are limited to small molecules. This
limitation can be ascribed to technical problems in building and manipulating
more qubits and the associated complicated operations of quantum gates in a
quantum circuit when the size of the molecular system becomes large. As a
result, reducing the number of required qubits is necessary to make QC
practical. Currently, the minimal STO-3G basis set is commonly used in
benchmark studies because it requires the minimum number of spin orbitals.
Nonetheless, the accuracy of using STO-3G is generally low and thus cannot
provide useful predictions. We propose to adopt Daubechies wavelet functions as
an accurate and efficient method for QCs of molecular electronic properties. We
demonstrate that a minimal basis set constructed from Daubechies wavelet basis
can yield accurate results through a better description of the molecular
Hamiltonian, while keeping the number of spin orbitals minimal. With the
improved Hamiltonian through Daubechies wavelets, we calculate vibrational
frequencies for H$_2$ and LiH using quantum-computing algorithm to show that
the results are in excellent agreement with experimental data. As a result, we
achieve quantum calculations in which accuracy is comparable with that of the
full configuration interaction calculation using the cc-pVDZ basis set, whereas
the computational cost is the same as that of a STO-3G calculation. Thus, our
work provides a more efficient and accurate representation of the molecular
Hamiltonian for efficient QCs of molecular systems, and for the first time
demonstrates that predictions in agreement with experimental measurements are
possible to be achieved with quantum resources available in near-term quantum
computers.
- Abstract（参考訳）: 量子計算(QC)は量子化学の有望な数値計算法とされているが、量子コンピュータにおける量子化学計算の現在の応用は小さな分子に限られている。
この制限は、より多くの量子ビットを構築し、操作する技術的な問題と、分子系のサイズが大きくなると量子回路における量子ゲートの複雑な操作に説明できる。
その結果,QCの実現には必要量子ビット数を削減する必要がある。
現在、最小のSTO-3G基底集合は、最小数のスピン軌道を必要とするため、ベンチマーク研究で一般的に用いられる。
しかしながら、STO-3Gの精度は概して低く、有用な予測は得られない。
分子電子特性のqcsの高精度かつ効率的な手法として, daubechies wavelet関数を採用することを提案する。
ダウビーウェーブレット基底から構築された最小基底集合は、スピン軌道の数を最小に保ちながら分子ハミルトニアンをよりよく記述することで正確な結果が得られることを示した。
daubechies ウェーブレットによるハミルトニアンの改良により、量子計算アルゴリズムを用いて h$_2$ と lih の振動周波数を計算し、結果が実験データとよく一致していることを示す。
その結果, 計算コストはSTO-3G計算と同じであるのに対して, cc-pVDZベースセットを用いた完全構成相互作用計算と精度が同等となる量子計算が達成された。
そこで本研究では,分子系の効率的なQCに対する分子ハミルトニアンのより効率的かつ正確な表現を提供し,実験結果と一致した予測が,短期量子コンピュータで利用可能な量子資源で達成できることを初めて証明した。
関連論文リスト
- Efficient Learning for Linear Properties of Bounded-Gate Quantum Circuits [63.733312560668274]
d可変RZゲートとG-dクリフォードゲートを含む量子回路を与えられた場合、学習者は純粋に古典的な推論を行い、その線形特性を効率的に予測できるだろうか?
我々は、d で線形にスケーリングするサンプルの複雑さが、小さな予測誤差を達成するのに十分であり、対応する計算の複雑さは d で指数関数的にスケールすることを証明する。
我々は,予測誤差と計算複雑性をトレードオフできるカーネルベースの学習モデルを考案し,多くの実践的な環境で指数関数からスケーリングへ移行した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-22T08:21:28Z) - Non-unitary Coupled Cluster Enabled by Mid-circuit Measurements on Quantum Computers [37.69303106863453]
本稿では,古典計算機における量子化学の柱である結合クラスタ(CC)理論に基づく状態準備法を提案する。
提案手法は,従来の計算オーバーヘッドを低減し,CNOTおよびTゲートの数を平均で28%,57%削減する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-17T14:10:10Z) - Accurate harmonic vibrational frequencies for diatomic molecules via
quantum computing [0.0]
我々は,中性閉殻二原子分子集合の調和振動周波数を計算するために,有望な量子ビット効率の量子計算手法を提案する。
化学にインスパイアされたUCCSDアンサッツを用いた変動量子回路は、正確な対角化法と同じ精度が得られることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-19T16:44:49Z) - Proof-of-concept Quantum Simulator based on Molecular Spin Qudits [39.28601213393797]
分子キューディットと高周波ブロードバンド分光計のアンサンブルに基づく最初の量子シミュレータについて述べる。
結果は、量子技術における分子スピン四重項の実際の利用に向けた重要なステップである。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-11T16:33:02Z) - Adaptive Basis Sets for Practical Quantum Computing [0.0]
我々は、量子コンピューティングに適した小さな基底セットを開発する。
本稿では,分子構造に依存した適応基底集合を用いることで,量子化学計算の精度を劇的に向上させることができることを示す。
このアプローチは他の分子系やより大きな基底集合にも直接的に拡張することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-11T20:17:05Z) - Exploring the scaling limitations of the variational quantum eigensolver
with the bond dissociation of hydride diatomic molecules [0.0]
強い相関電子を含む材料シミュレーションは、最先端の電子構造法に根本的な課題をもたらす。
変分量子固有解法アルゴリズムが化学的に正確な総エネルギーを予測できるという事実にもかかわらず、現実世界の応用に関連する大きさと複雑さの分子をシミュレーションした量子コンピュータは存在しない。
本稿では, 適切なTiH物理を捉えるために必要となるd軌道とUCCSDアンサッツの使用が, この問題のコストを劇的に高めることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-15T19:21:17Z) - Recompilation-enhanced simulation of electron-phonon dynamics on IBM
Quantum computers [62.997667081978825]
小型電子フォノン系のゲートベース量子シミュレーションにおける絶対的資源コストについて考察する。
我々は、弱い電子-フォノン結合と強い電子-フォノン結合の両方のためのIBM量子ハードウェアの実験を行う。
デバイスノイズは大きいが、近似回路再コンパイルを用いることで、正確な対角化に匹敵する電流量子コンピュータ上で電子フォノンダイナミクスを得る。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-16T19:00:00Z) - Estimating Phosphorescent Emission Energies in Ir(III) Complexes using
Large-Scale Quantum Computing Simulations [0.0]
9個のイリジウム錯体の遷移エネルギーの計算に、古典的ハードウェアに反復的クビット結合クラスタ(iQCC)法を適用した。
我々のシミュレーションでは、72個の完全連結かつ誤り訂正された論理量子ビットを持つゲートベースの量子コンピュータが必要である。
iQCC量子法は、微調整DFT関数の精度と一致し、ピアソン相関係数が良く、体系的な改善の可能性がまだ高い。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-07T20:02:10Z) - Computing molecular excited states on a D-Wave quantum annealer [52.5289706853773]
分子系の励起電子状態の計算にD波量子アニールを用いることを実証する。
これらのシミュレーションは、太陽光発電、半導体技術、ナノサイエンスなど、いくつかの分野で重要な役割を果たしている。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-01T01:02:17Z) - On exploring the potential of quantum auto-encoder for learning quantum systems [60.909817434753315]
そこで我々は,古典的な3つのハードラーニング問題に対処するために,QAEに基づく効果的な3つの学習プロトコルを考案した。
私たちの研究は、ハード量子物理学と量子情報処理タスクを達成するための高度な量子学習アルゴリズムの開発に新たな光を当てています。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-29T14:01:40Z) - Simulating quantum chemistry in the seniority-zero space on qubit-based
quantum computers [0.0]
計算量子化学の近似をゲートベースの量子コンピュータ上で分子化学をシミュレートする手法と組み合わせる。
基本集合を増大させるために解放された量子資源を用いることで、より正確な結果が得られ、必要な数の量子コンピューティングの実行が削減されることが示される。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-31T19:44:37Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。