論文の概要: Electronic Structure Calculations using Quantum Computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.07902v1
• Date: Sat, 13 May 2023 12:02:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-16 19:00:32.033591
• Title: Electronic Structure Calculations using Quantum Computing
• Title（参考訳）: 量子計算を用いた電子構造計算
• Authors: Nouhaila Innan, Muhammad Al-Zafar Khan, and Mohamed Bennai
• Abstract要約: 本稿では,変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムを用いた古典量子計算手法を提案する。 我々のアルゴリズムは古典的手法よりも少ない計算資源を必要とする合理化プロセスを提供する。 結果は,新しい材料や技術の開発を迅速化するアルゴリズムの可能性を示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The computation of electronic structure properties at the quantum level is a crucial aspect of modern physics research. However, conventional methods can be computationally demanding for larger, more complex systems. To address this issue, we present a hybrid Classical-Quantum computational procedure that uses the Variational Quantum Eigensolver (VQE) algorithm. By mapping the quantum system to a set of qubits and utilising a quantum circuit to prepare the ground state wavefunction, our algorithm offers a streamlined process requiring fewer computational resources than classical methods. Our algorithm demonstrated similar accuracy in rigorous comparisons with conventional electronic structure methods, such as Density Functional Theory and Hartree-Fock Theory, on a range of molecules while utilising significantly fewer resources. These results indicate the potential of the algorithm to expedite the development of new materials and technologies. This work paves the way for overcoming the computational challenges of electronic structure calculations. It demonstrates the transformative impact of quantum computing on advancing our understanding of complex quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 量子レベルでの電子構造特性の計算は、現代の物理学研究の重要な側面である。 しかし、従来の手法はより大きく複雑なシステムに対して計算的に要求することができる。 この問題に対処するために,変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムを用いたハイブリッド古典量子計算手法を提案する。 量子系を量子ビットのセットにマッピングし、量子回路を用いて基底状態の波動関数を準備することにより、従来の方法よりも少ない計算資源を必要とする流線型プロセスを実現する。 本アルゴリズムは, 分子の密度汎関数理論やハートリー・フォック理論など, 従来の電子構造法と比較して, 比較的少ない資源を有効利用しながら, 類似した精度を実証した。 これらの結果は,新しい材料や技術の発展を早めるアルゴリズムの可能性を示している。 この研究は、電子構造計算の計算上の課題を克服する道を開く。 これは、量子コンピューティングが複雑な量子システムの理解を前進させる上での変換的影響を示している。

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