論文の概要: Subspace methods for electronic structure simulations on quantum computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.00178v1
• Date: Thu, 30 Nov 2023 20:40:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-04 16:40:51.874539
• Title: Subspace methods for electronic structure simulations on quantum computers
• Title（参考訳）: 量子コンピュータ上の電子構造シミュレーションのための部分空間法
• Authors: Mario Motta and William Kirby and Ieva Liepuoniute and Kevin J. Sung and Jeffrey Cohn and Antonio Mezzacapo and Katherine Klymko and Nam Nguyen and Nobuyuki Yoshioka and Julia E. Rice
• Abstract要約: 量子サブスペース法(Quantum subspace method、QSM)は、量子コンピューティングアルゴリズムの一種。 我々はQSMを自己完結的に導入し、分子の電子構造への応用に重点を置いている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8056100769700794
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum subspace methods (QSMs) are a class of quantum computing algorithms where the time-independent Schrodinger equation for a quantum system is projected onto a subspace of the underlying Hilbert space. This projection transforms the Schrodinger equation into an eigenvalue problem determined by measurements carried out on a quantum device. The eigenvalue problem is then solved on a classical computer, yielding approximations to ground- and excited-state energies and wavefunctions. QSMs are examples of hybrid quantum-classical methods, where a quantum device supported by classical computational resources is employed to tackle a problem. QSMs are rapidly gaining traction as a strategy to simulate electronic wavefunctions on quantum computers, and thus their design, development, and application is a key research field at the interface between quantum computation and electronic structure. In this review, we provide a self-contained introduction to QSMs, with emphasis on their application to the electronic structure of molecules. We present the theoretical foundations and applications of QSMs, and we discuss their implementation on quantum hardware, illustrating the impact of noise on their performance.
• Abstract（参考訳）: 量子部分空間法(Quantum subspace method, QSMs)は、量子系の時間非依存シュロディンガー方程式をヒルベルト空間の部分空間に投影する量子計算アルゴリズムの一種である。 この投影はシュロディンガー方程式を量子デバイス上での計測によって決定される固有値問題に変換する。 固有値問題は古典コンピュータ上で解かれ、基底状態と励起状態のエネルギーと波動関数に近似する。 qsmsはハイブリッド量子古典的手法の例であり、古典的計算資源が支持する量子デバイスを用いて問題に取り組む。 QSMは量子コンピュータ上の電子波動関数をシミュレートする戦略として急速に普及しており、その設計、開発、応用は量子計算と電子構造の間のインターフェースにおける重要な研究分野である。 本稿では,分子の電子構造への応用を中心に,QSMの自己完結型導入について紹介する。 本稿では,QSMの理論的基礎と応用について述べるとともに,量子ハードウェアへの実装について論じ,ノイズが性能に与える影響を考察する。

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