論文の概要: Modeling Non-Covalent Interatomic Interactions on a Photonic Quantum
Computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.08544v2
- Date: Thu, 26 Oct 2023 11:45:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-28 05:02:27.683362
- Title: Modeling Non-Covalent Interatomic Interactions on a Photonic Quantum
Computer
- Title（参考訳）: フォトニック量子コンピュータにおける非共有原子間相互作用のモデル化
- Authors: Matthieu Sarkis, Alessio Fallani, Alexandre Tkatchenko
- Abstract要約: 我々は、cQDOモデルがフォトニック量子コンピュータ上でのシミュレーションに自然に役立っていることを示す。
我々は、XanaduのStrawberry Fieldsフォトニクスライブラリを利用して、二原子系の結合エネルギー曲線を計算する。
興味深いことに、2つの結合したボソニックQDOは安定な結合を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 50.24983453990065
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Non-covalent interactions are a key ingredient to determine the structure,
stability, and dynamics of materials, molecules, and biological complexes.
However, accurately capturing these interactions is a complex quantum many-body
problem, with no efficient solution available on classical computers. A widely
used model to accurately and efficiently model non-covalent interactions is the
Coulomb-coupled quantum Drude oscillator (cQDO) many-body Hamiltonian, for
which no exact solution is known. We show that the cQDO model lends itself
naturally to simulation on a photonic quantum computer, and we calculate the
binding energy curve of diatomic systems by leveraging Xanadu's Strawberry
Fields photonics library. Our study substantially extends the applicability of
quantum computing to atomistic modeling, by showing a proof-of-concept
application to non-covalent interactions, beyond the standard
electronic-structure problem of small molecules. Remarkably, we find that two
coupled bosonic QDOs exhibit a stable bond. In addition, our study suggests
efficient functional forms for cQDO wavefunctions that can be optimized on
classical computers, and capture the bonded-to-noncovalent transition for
increasing interatomic distances. Remarkably, we find that two coupled bosonic
QDOs exhibit a stable bond. In addition, our study suggests efficient
functional forms for cQDO wavefunctions that can be optimized on classical
computers, and capture the bonded-to-noncovalent transition for increasing
interatomic distances.
- Abstract（参考訳）: 非共有結合相互作用は、材料、分子、生体複合体の構造、安定性、ダイナミクスを決定する重要な要素である。
しかし、これらの相互作用を正確に捉えることは複雑な量子多体問題であり、古典的コンピュータでは効率的な解は得られない。
非共有相互作用を正確かつ効率的にモデル化するために広く使われているモデルはクーロン結合量子ドルド振動子(cqdo)多体ハミルトニアンであり、正確な解は知られていない。
我々は,cQDOモデルが自然にフォトニック量子コンピュータ上でのシミュレーションに有効であることを示し,XanaduのStrawberry Fieldsフォトニクスライブラリを利用して2原子系の結合エネルギー曲線を計算する。
本研究は、非共有結合相互作用に対する概念実証的応用を小さな分子の標準的な電子構造問題を超えて示すことにより、量子コンピューティングの原子論的モデリングへの適用性を実質的に拡張する。
興味深いことに、2つの結合したボソニックQDOは安定結合を示す。
さらに,従来の計算機に最適化可能なcQDO波動関数の効率的な関数形式を提案し,原子間距離を増大させるために結合-非共有遷移を捉える。
興味深いことに、2つの結合したボソニックQDOは安定結合を示す。
さらに,従来の計算機に最適化可能なcQDO波動関数の効率的な関数形式を提案し,原子間距離を増大させるために結合-非共有遷移を捉える。
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