論文の概要: Divide-and-conquer variational quantum algorithms for large-scale electronic structure simulations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.14789v1
• Date: Wed, 31 Aug 2022 12:07:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-28 09:16:57.659333
• Title: Divide-and-conquer variational quantum algorithms for large-scale electronic structure simulations
• Title（参考訳）: 大規模電子構造シミュレーションのための分割・結合型変分量子アルゴリズム
• Authors: Huan Ma, Yi Fan, Jie Liu, Honghui Shang, Zhenyu Li and Jinlong Yang
• Abstract要約: 複雑な問題を、短期量子コンピュータで容易に実装できる多くの小さな部品に分割するために、2つの一般的な分割・解法が用いられている。 数十個の原子からなるシステムへのこれらの手法のパイロット適用は、適応的なVQEアルゴリズムを用いて行われる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.97527581134124
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Exploring the potential application of quantum computers in material design and drug discovery has attracted a lot of interest in the age of quantum computing. However, the quantum resource requirement for solving practical electronic structure problems are far beyond the capacity of near-term quantum devices. In this work, we integrate the divide-and-conquer (DC) approaches into the variational quantum eigensolver (VQE) for large-scale quantum computational chemistry simulations. Two popular divide-and-conquer schemes, including many-body expansion~(MBE) fragmentation theory and density matrix embedding theory~(DMET), are employed to divide complicated problems into many small parts that are easy to implement on near-term quantum computers. Pilot applications of these methods to systems consisting of tens of atoms are performed with adaptive VQE algorithms. This work should encourage further studies of using the philosophy of DC to solve electronic structure problems on quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 物質設計と薬物発見における量子コンピュータの潜在的な応用を探求することは、量子コンピューティングの時代に大きな関心を集めている。 しかし、実用的な電子構造問題を解くための量子リソース要件は、短期的な量子デバイスの容量を超えている。 本研究は,大規模量子化学シミュレーションのための変分量子固有解法(VQE)にDCアプローチを統合するものである。 多体展開-(mbe)フラグメンテーション理論と密度行列埋め込み理論-(dmet)を含む2つの一般的な分割・結合スキームは、複雑な問題を短期量子コンピュータで容易に実装できる多くの小さな部分に分割するために用いられる。 これらの手法の数十個の原子からなるシステムへのパイロット適用は、適応VQEアルゴリズムを用いて行われる。 この研究は、量子コンピュータの電子構造問題を解くためにdcの哲学を用いるさらなる研究を奨励する。

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