論文の概要: Solvent distribution effects on quantum chemical calculations with quantum computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.12487v1
• Date: Fri, 26 Aug 2022 07:57:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-29 14:44:51.706576
• Title: Solvent distribution effects on quantum chemical calculations with quantum computers
• Title（参考訳）: 量子コンピュータを用いた量子化学計算における溶媒分布効果
• Authors: Yuichiro Yoshida, Wataru Mizukami and Norio Yoshida
• Abstract要約: 量子古典ハイブリッドコンピューティングの枠組みにおける溶媒分布効果について考察する。 溶液中の量子コンピュータにおける量子化学計算の効率は、気体相とほぼ同じであることを示す。
• 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: We present a combination of three-dimensional reference interaction site model self-consistent field (3D-RISM-SCF) theory and the variational quantum eigensolver (VQE) to consider the solvent distribution effects within the framework of quantum-classical hybrid computing. The present method, 3D-RISM-VQE, does not include any statistical errors from the solvent configuration sampling owing to the analytical treatment of the statistical solvent distribution. We apply 3D-RISM-VQE to compute the spatial distribution functions of solvent water around a water molecule, the potential and Helmholtz energy curves of NaCl, and to conduct Helmholtz energy component analysis of H$_2$O and NH$_4^+$. Moreover, we utilize 3D-RISM-VQE to analyze the extent to which solvent effects alter the efficiency of quantum calculations compared with calculations in the gas phase using the $L^1$-norms of molecular electronic Hamiltonians. Our results demonstrate that the efficiency of quantum chemical calculations on a quantum computer in solution is virtually the same as in the gas phase.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,3次元参照相互作用サイトモデル(3D-RISM-SCF)理論と変分量子固有解器(VQE)理論を組み合わせて,量子古典ハイブリッドコンピューティングの枠組みにおける溶媒分布効果を検討する。 本発明の方法である3D-RISM-VQEは, 統計溶媒分布の解析処理による溶媒組成サンプリングの統計的誤差を含まない。 本研究では3D-RISM-VQEを用いて水分子周辺の溶媒水の空間分布関数,NaClのポテンシャルおよびヘルムホルツエネルギー曲線を計算し,H$_2$OおよびNH$_4^+$のヘルムホルツエネルギー成分分析を行う。 さらに,3d-rism-vqeを用いて分子電子ハミルトニアンの$l^1$-ノルムを用いて,気体相の計算と比較して溶媒効果が量子計算の効率を変化させる程度を解析した。 その結果, 溶液中の量子コンピュータ上での量子化学計算の効率は, 気体相とほぼ同じであることが判明した。

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