論文の概要: Exhaustive search for optimal molecular geometries using imaginary-time
evolution on a quantum computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.09883v2
- Date: Fri, 3 Nov 2023 16:56:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-06 18:45:53.071805
- Title: Exhaustive search for optimal molecular geometries using imaginary-time
evolution on a quantum computer
- Title（参考訳）: 量子コンピュータ上での仮想時間進化を用いた最適分子ジオメトリーの探索
- Authors: Taichi Kosugi, Hirofumi Nishi, Yuichiro Matsushita
- Abstract要約: 第一量子化固有解法のための分子の幾何最適化のための非変分法スキームを提案する。
電子状態と分子の候補を多ビット状態の重ね合わせとしてエンコードする。
回路深さは電子番号n_eのO(n_e2 poly(log n_e))としてスケールし、余剰O(n_e log n_e)量子ビットが利用可能であればO(n_e poly(log n_e))に縮小できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose a nonvariational scheme for geometry optimization of molecules for
the first-quantized eigensolver, a recently proposed framework for quantum
chemistry using the probabilistic imaginary-time evolution (PITE) on a quantum
computer. While the electrons in a molecule are treated in the scheme as
quantum mechanical particles, the nuclei are treated as classical point
charges. We encode both electronic states and candidate molecular geometries as
a superposition of many-qubit states, leading to quantum advantage. The
histogram formed by outcomes of repeated measurements gives the global minimum
of the energy surface. We demonstrate that the circuit depth scales as O (n_e^2
poly(log n_e)) for the electron number n_e, which can be reduced to O (n_e
poly(log n_e)) if extra O (n_e log n_e) qubits are available. We corroborate
the scheme via numerical simulations. The new efficient scheme will be helpful
for achieving scalability of practical quantum chemistry on quantum computers.
As a special case of the scheme, a classical system composed only of charged
particles is admitted. We also examine the scheme adapted to variational
calculations that prioritize saving circuit depths for noisy intermediate-scale
quantum (NISQ) devices.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータ上での確率的想像時間進化(PITE)を用いた量子化学のフレームワークである第一量子化固有解法のための分子の幾何最適化のための非変分法スキームを提案する。
分子中の電子は量子力学的粒子として扱われるが、核は古典的な点電荷として扱われる。
電子状態と分子の候補を多ビット状態の重ね合わせとしてエンコードし、量子的優位性をもたらす。
繰り返し測定の結果によって形成されるヒストグラムは、エネルギー表面の地球的最小値を与える。
回路深さは電子番号n_eのO(n_e^2 poly(log n_e))としてスケールし、余剰O(n_e log n_e)量子ビットが利用可能であればO(n_e poly(log n_e))に縮小できる。
我々は数値シミュレーションによりその計画を裏付ける。
新しい効率的なスキームは、量子コンピュータ上で実用的な量子化学のスケーラビリティを達成するのに役立つだろう。
このスキームの特別な場合として、荷電粒子のみからなる古典的な体系が認められる。
また、ノイズの多い中間規模量子(NISQ)デバイスにおける回路深度を優先する変動計算に適応する手法についても検討する。
関連論文リスト
- Quantum-selected configuration interaction with time-evolved state [0.0]
量子選択構成相互作用(QSCI)は、量子デバイス上の入力量子状態を使用して重要な基底を選択する。
QSCIの入力として,ターゲットハミルトニアンによる時間進化状態を提案する。
提案法により得られた量子化学ハミルトニアンのエネルギーの精度を数値的に検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-18T13:33:16Z) - 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) - Parallel Quantum Computing Simulations via Quantum Accelerator Platform Virtualization [44.99833362998488]
本稿では,量子回路実行の並列化モデルを提案する。
このモデルはバックエンドに依存しない機能を利用することができ、任意のターゲットバックエンド上で並列量子回路の実行を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-05T17:16:07Z) - Solving reaction dynamics with quantum computing algorithms [42.408991654684876]
線形応答によって支配される異なる反応を記述することに関連する応答関数の量子アルゴリズムについて検討する。
我々は原子核物理学の応用に焦点をあて、格子上の量子ビット効率のマッピングを検討し、現実的な散乱シミュレーションに必要な大量の量を効率的に表現することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-30T00:21:46Z) - A self-consistent field approach for the variational quantum
eigensolver: orbital optimization goes adaptive [52.77024349608834]
適応微分組立問題集合型アンザッツ変分固有解法(ADAPTVQE)における自己一貫したフィールドアプローチ(SCF)を提案する。
このフレームワークは、短期量子コンピュータ上の化学系の効率的な量子シミュレーションに使用される。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-21T23:15:17Z) - 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) - An Algebraic Quantum Circuit Compression Algorithm for Hamiltonian
Simulation [55.41644538483948]
現在の世代のノイズの多い中間スケール量子コンピュータ(NISQ)は、チップサイズとエラー率に大きく制限されている。
我々は、自由フェルミオンとして知られる特定のスピンハミルトニアンをシミュレーションするために、量子回路を効率よく圧縮するために局所化回路変換を導出する。
提案した数値回路圧縮アルゴリズムは、後方安定に動作し、$mathcalO(103)$スピンを超える回路合成を可能にするスピンの数で3次スケールする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-06T19:38:03Z) - Calculation of the ground-state Stark effect in small molecules using
the variational quantum eigensolver [0.0]
市販量子コンピュータであるIBM Qにおいて水素(H2)と水素化リチウム(LiH)分子の量子シミュレーションについて検討した。
変動量子固有解法 (VQE) を用いて、定常電界の作用下で分子の基底状態エネルギーと原子間距離について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-22T11:49:42Z) - Electronic structure with direct diagonalization on a D-Wave quantum
annealer [62.997667081978825]
本研究は、D-Wave 2000Q量子アニール上の分子電子ハミルトニアン固有値-固有ベクトル問題を解くために、一般量子アニール固有解法(QAE)アルゴリズムを実装した。
そこで本研究では,D-Waveハードウェアを用いた各種分子系における基底および電子励起状態の取得について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-02T22:46:47Z) - Gate-free state preparation for fast variational quantum eigensolver
simulations: ctrl-VQE [0.0]
VQEは現在、短期量子コンピュータ上で電子構造問題を解決するためのフラッグシップアルゴリズムである。
本稿では、状態準備に使用される量子回路を完全に取り除き、量子制御ルーチンに置き換える代替アルゴリズムを提案する。
VQEと同様に、最適化された目的関数は、量子ビットマップされた分子ハミルトニアンの期待値である。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-10T17:53:09Z) - Quantum computation of molecular response properties [12.66895275733527]
量子コンピュータ上での線形および非線形分子応答特性の計算アルゴリズムを提案する。
一方,提案アルゴリズムの変動型ハイブリッド量子古典変種を導入し,短期量子デバイスにおいてより実用的であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-10T12:49:20Z)
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。