論文の概要: Basis set generation and optimization in the NISQ era with Quiqbox.jl

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.04586v2
• Date: Mon, 04 Nov 2024 22:07:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-06 14:55:39.354037
• Title: Basis set generation and optimization in the NISQ era with Quiqbox.jl
• Title（参考訳）: Quiqbox.jlを用いたNISQ時代の基底集合生成と最適化
• Authors: Weishi Wang, James D. Whitfield,
• Abstract要約: よりカスタマイズ可能な基底セット生成と最適化のためのフレームワークを提案する。 We have developed a open-source software package called Quiqbox' in the Julia programming language。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.909730313782505
• License:
• Abstract: In the noisy intermediate-scale quantum era, ab initio computation of the electronic structure problems has become one of the major benchmarks for identifying the boundary between classical and quantum computational power. Basis sets play a key role in the electronic structure methods implemented on both classical and quantum devices. To investigate the consequences of the single-particle basis sets, we propose a framework for more customizable basis set generation and optimization. This framework allows composite basis sets to go beyond typical basis set frameworks, such as atomic basis sets, by introducing the concept of mixed-contracted Gaussian-type orbitals. These basis set generations set the stage for more flexible variational optimization of basis set parameters. To realize this framework, we have developed an open-source software package named ``Quiqbox'' in the Julia programming language. We demonstrate various examples of using Quiqbox for basis set optimization and generation, ranging from optimizing atomic basis sets on the Hartree--Fock level, preparing the initial state for VQE computation, and constructing basis sets with completely delocalized orbitals. We also include various benchmarks of Quiqbox for basis set optimization and ab initial electronic structure computation.
• Abstract（参考訳）: ノイズの多い中間スケール量子時代において、電子構造問題の初期計算は、古典的および量子的計算パワーの境界を特定する主要なベンチマークの1つとなっている。 基底集合は古典デバイスと量子デバイスの両方で実装された電子構造法において重要な役割を果たす。 単一粒子基底集合の結果を調べるために,よりカスタマイズ可能な基底集合の生成と最適化のためのフレームワークを提案する。 このフレームワークは、混合収縮ガウス型軌道の概念を導入することにより、原子基底集合のような典型的な基底集合フレームワークを超えることができる。 これらの基底集合生成は、基底集合パラメータのより柔軟な変分最適化のステージを設定した。 このフレームワークを実現するために、Juliaプログラミング言語で ``Quiqbox'' という名のオープンソースソフトウェアパッケージを開発した。 本稿では,ベースセットの最適化と生成にQuikboxを用いる,Hartree-Fockレベルでの原子基底セットの最適化,VQE計算の初期状態の作成,完全に非局在化された軌道を用いた基底セットの構築など,さまざまな例を示す。 また、ベースセット最適化やab初期電子構造計算のためのQuikboxの様々なベンチマークも含んでいる。

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