論文の概要: Quantum computation of $\pi \to \pi^*$ and $n \to \pi^*$ excited states
of aromatic heterocycles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.09868v1
- Date: Mon, 18 Sep 2023 15:28:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-19 12:42:43.841842
- Title: Quantum computation of $\pi \to \pi^*$ and $n \to \pi^*$ excited states
of aromatic heterocycles
- Title（参考訳）: 芳香族複素環の$\pi \to \pi^*$ および $n \to \pi^*$ 励起状態の量子計算
- Authors: Maria A. Castellanos, Mario Motta, Julia E. Rice
- Abstract要約: 我々は,IBM超伝導量子コンピュータ上での4つの芳香族複素環の励起状態スペクトルをシミュレートする。
最大8キュービットの量子ハードウェア上でこれらのアルゴリズムを実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The computation of excited electronic states is an important application for
quantum computers. In this work, we simulate the excited state spectra of four
aromatic heterocycles on IBM superconducting quantum computers, focusing on
active spaces of $\pi \to \pi^*$ and $n \to \pi^*$ excitations. We approximate
the ground state with the entanglement forging method, a qubit reduction
technique that maps a spatial orbital to a single qubit, rather than two
qubits. We then determine excited states using the quantum subspace expansion
method. We showcase these algorithms on quantum hardware using up to 8 qubits
and employing readout and gate error mitigation techniques. Our results
demonstrate a successful application of quantum computing in the simulation of
active-space electronic wavefunctions of substituted aromatic heterocycles, and
outline challenges to be overcome in elucidating the optical properties of
organic molecules with hybrid quantum-classical algorithms.
- Abstract（参考訳）: 励起電子状態の計算は量子コンピュータにとって重要な応用である。
本研究では,IBM超伝導量子コンピュータ上での4つの芳香族複素環の励起状態スペクトルをシミュレートし,$\pi \to \pi^*$と$n \to \pi^*$の活性空間に着目した。
2つの量子ビットではなく1つの量子ビットに空間軌道をマッピングする量子ビット低減手法である entanglement forging method を用いて基底状態の近似を行った。
量子部分空間展開法を用いて励起状態を決定する。
最大8量子ビットの量子ハードウェア上でこれらのアルゴリズムをデモし、読み出しとゲートエラー軽減技術を用いた。
本研究では, 置換芳香族複素環の活性空間電子波動関数のシミュレーションにおける量子コンピューティングの応用を実証し, 有機分子の光学的性質をハイブリッド量子古典アルゴリズムで解明する上での課題を概説する。
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