Fugu-MT 論文翻訳(概要): M{\o}ller-Plesset Perturbation Theory Calculations on Quantum Devices

論文の概要: M{\o}ller-Plesset Perturbation Theory Calculations on Quantum Devices

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.01559v1
Date: Thu, 3 Aug 2023 06:50:05 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-08-04 15:07:48.181797
Title: M{\o}ller-Plesset Perturbation Theory Calculations on Quantum Devices
Title（参考訳）: 量子デバイス上のm{\o}ller-plesset摂動理論計算
Authors: Junxu Li, Xingyu Gao, Manas Sajjan, Ji-Hu Su, Zhao-Kai Li, Sabre Kais
Abstract要約: モーラー・プレセット摂動理論(MPPT)計算のための一般量子回路を提案する。 MPPTは、電子構造問題の解法に巧みに活用された、人気があり強力なポストハートリー・フォック法である。古典的MPPTの模倣として、我々のアプローチは非ヒューリスティックであり、回路内の全てのパラメータが与えられたハートリー・フォックの結果によって直接決定されることを保証する。
参考スコア（独自算出の注目度）: 2.648032568101723
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: Accurate electronic structure calculations might be one of the most anticipated applications of quantum computing.The recent landscape of quantum simulations within the Hartree-Fock approximation raises the prospect of substantial theory and hardware developments in this context.Here we propose a general quantum circuit for M{\o}ller-Plesset perturbation theory (MPPT) calculations, which is a popular and powerful post-Hartree-Fock method widly harnessed in solving electronic structure problems. MPPT improves on the Hartree-Fock method by including electron correlation effects wherewith Rayleigh-Schrodinger perturbation theory. Given the Hartree-Fock results, the proposed circuit is designed to estimate the second order energy corrections with MPPT methods. In addition to demonstration of the theoretical scheme, the proposed circuit is further employed to calculate the second order energy correction for the ground state of Helium atom, and the total error rate is around 2.3%. Experiments on IBM 27-qubit quantum computers express the feasibility on near term quantum devices, and the capability to estimate the second order energy correction accurately. In imitation of the classical MPPT, our approach is non-heuristic, guaranteeing that all parameters in the circuit are directly determined by the given Hartree-Fock results. Moreover, the proposed circuit shows a potential quantum speedup comparing to the traditional MPPT calculations. Our work paves the way forward the implementation of more intricate post-Hartree-Fock methods on quantum hardware, enriching the toolkit solving electronic structure problems on quantum computing platforms.
Abstract（参考訳）: 正確な電子構造計算は、量子コンピューティングの最も期待されている応用の1つかもしれない。最近のHartree-Fock近似における量子シミュレーションの展望は、この文脈における実質的な理論とハードウェアの発展の見通しを高め、以下、M{\o}ller-Plesset摂動理論(MPPT)計算のための一般的な量子回路を提案し、これは電子構造問題の解法として、人気があり強力なポストハート法である。 MPPTはレイリー・シュロディンガー摂動理論による電子相関効果を含むことでハートリー・フォック法を改善する。 Hartree-Fockの結果から,提案回路はMPPT法による2次エネルギー補正を推定する。理論的スキームの実証に加えて,提案回路を用いてヘリウム原子の基底状態の2次エネルギー補正を行い,総誤差率は約2.3%である。 IBM 27量子ビット量子コンピュータの実験は、短期量子デバイスにおける実現可能性と、2次エネルギー補正を正確に推定する能力を示す。古典的MPPTの模倣として、我々のアプローチは非ヒューリスティックであり、回路内の全てのパラメータが与えられたハートリー・フォックの結果によって直接決定されることを保証する。さらに,提案回路は,従来のMPPT計算と比較して,潜在的な量子スピードアップを示す。我々の研究は、量子コンピューティングプラットフォーム上で電子構造問題を解くツールキットを充実させ、より複雑なハートリー・フォック法を量子ハードウェア上で実装する道を開く。

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