論文の概要: Variational quantum computation with discrete variable representation for ro-vibrational calculations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.09822v2
- Date: Mon, 14 Oct 2024 10:22:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-15 15:02:06.358769
- Title: Variational quantum computation with discrete variable representation for ro-vibrational calculations
- Title（参考訳）: Ro-vibrational 計算のための離散変数表現を用いた変分量子計算
- Authors: K. Asnaashari, D. Bondarenko, R. V. Krems,
- Abstract要約: DVRハミルトニアンの構造は、2次量子化を伴わない指数関数から効率的なVQEへの量子測定スケーリングの複雑さを減少させる。
次に、DVRハミルトニアンが量子コンピュータの状態によって分子の回転振動状態を表現するのに非常に効率的な量子アンサターゼをもたらすことを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: We demonstrate an approach to computing the vibrational energy levels of molecules that combines the discrete variable representation (DVR) of molecular Hamiltonians with variational quantum eigensolvers (VQE) and a greedy search of optimal quantum gate sequences. We show that the structure of the DVR Hamiltonians reduces the quantum measurement complexity scaling from exponential to polynomial, allowing for efficient VQE without second quantization. We then demonstrate that DVR Hamiltonians also lead to very efficient quantum ansatze for representing ro-vibrational states of molecules by states of a quantum computer. To obtain these compact representations, we demonstrate the quantum ansatz search by computing the vibrational energy levels of Cr$_2$ in seven electronic states as well as of van der Waals complexes Ar-HCl and Mg-NH. Our numerical results show that accuracy of 1~cm$^{-1}$ can be achieved by very shallow circuits with 2 to 9 entangling gates.
- Abstract（参考訳）: 分子ハミルトニアンの離散変数表現(DVR)と変分量子固有解法(VQE)を組み合わせた分子の振動エネルギーレベルを計算し、最適量子ゲート配列の欲求探索を行う。
DVRハミルトニアンの構造は指数関数から多項式へのスケーリングを減らし、第二量子化のない効率的なVQEを実現する。
次に、DVRハミルトニアンが量子コンピュータの状態によって分子の回転振動状態を表わすのに非常に効率的な量子アンサターゼをもたらすことを示した。
これらのコンパクトな表現を得るために、7つの電子状態におけるCr$_2$の振動エネルギーレベルと、ファンデルワールス錯体Ar-HClおよびMg-NHの振動エネルギーレベルを計算して量子アンザッツ探索を実証する。
数値計算の結果,2～9個のゲートを持つ非常に浅い回路で1〜cm$^{-1}$の精度が得られることがわかった。
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