論文の概要: Many-Body-Expansion Based on Variational Quantum Eigensolver and
Deflation for Dynamical Correlation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.03954v1
- Date: Fri, 6 Oct 2023 00:33:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-10 04:07:54.158197
- Title: Many-Body-Expansion Based on Variational Quantum Eigensolver and
Deflation for Dynamical Correlation
- Title（参考訳）: 変分量子固有解法に基づく多体展開と動的相関のためのデフレ
- Authors: Enhua Xu, Yuma Shimomoto, Seiichiro L. Ten-no, Takashi Tsuchimochi
- Abstract要約: 我々は、多体展開(MBE)フレームワークを用いて、仮想軌道を増量して電子構造を断片に分解する。
本研究の目的は, 変動量子固有解法とデフレアルゴリズムを用いて, 各フラグメントの基底および励起状態エネルギーを正確に解くことである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this study, we utilize the many-body expansion (MBE) framework to
decompose electronic structures into fragments by incrementing the virtual
orbitals. Our work aims to accurately solve the ground and excited state
energies of each fragment using the variational quantum eigensolver and
deflation algorithms. Although our approach is primarily based on unitary
coupled cluster singles and doubles (UCCSD) and a generalization thereof, we
also introduce modifications and approximations to conserve quantum resources
in MBE by partially generalizing the UCCSD operator and neglecting the
relaxation of the reference states. As a proof of concept, we investigate the
potential energy surfaces for the bond-breaking processes of the ground state
of two molecules ($\rm H_2O$ and $\rm N_2$) and calculate the ground and
excited state energies of three molecules (LiH, CH$^+$, and $\rm H_2O$). The
results demonstrate that our approach can, in principle, provide reliable
descriptions in all tests, including strongly correlated systems, when
appropriate approximations are chosen. Additionally, we perform model
simulations to investigate the impact of shot noise on the total MBE energy and
show that precise energy estimation is crucial for lower-order MBE fragments.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,多体展開(mbe)フレームワークを用いて,仮想軌道を増分することにより電子構造を断片に分解する。
本研究の目的は, 変動量子固有解法とデフレアルゴリズムを用いて, 各フラグメントの基底および励起状態エネルギーを正確に解くことである。
本手法は主に一元結合クラスタシングルと二重化(UCCSD)と一般化に基づいているが、UCCSD演算子を部分的に一般化し、参照状態の緩和を無視することにより、MBE内の量子資源を保存するための修正や近似も導入する。
概念実証として、2分子の基底状態(\rm h_2o$ および $\rm n_2$)の結合破壊過程のポテンシャルエネルギー表面を調査し、3分子(lih, ch$^+$, $\rm h_2o$)の基底状態および励起状態エネルギーを計算する。
以上の結果から,本手法は,適切な近似が選択された場合に,強い相関関係を持つシステムを含むすべてのテストにおいて信頼性の高い記述を提供できることを示す。
さらに, ショットノイズがMBEエネルギーに与える影響をモデルシミュレーションし, 低次MBEフラグメントにおいて正確なエネルギー推定が重要であることを示す。
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