論文の概要: Quantum Phase Estimations of Benzene and Its Derivatives on GPGPU Quantum Simulators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.16375v1
• Date: Wed, 27 Dec 2023 01:57:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-29 19:52:42.134708
• Title: Quantum Phase Estimations of Benzene and Its Derivatives on GPGPU Quantum Simulators
• Title（参考訳）: GPGPU量子シミュレータによるベンゼンとその誘導体の量子位相推定
• Authors: Yusuke Ino, Misaki Yonekawa, Hideto Yuzawa, Yuichiro Minato, and Kenji Sugisaki
• Abstract要約: 産業上重要な分子の量子化学計算を反復QPEアルゴリズムを用いて行った。 シングルGPGPUをベースとしたシミュラタでは,マルチCPUをベースとしたシミュラタに比べて高速化が見られた。 我々のメタオドは他の分子にも容易に適用でき、実用分子のQPEに基づくクオンタム化学計算を行うための標準的なアプローチとなる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computers are expected to perform the full con-figuration interaction calculations with fewer computa-tional resources compared to classical ones, thanks to the use of the quantum phase estimation (QPE) algorithms. However, only limited number of the QPE-based quantum chemical calculations have been reported even on the numerical simulations on a classical computer, focusing on small molecules of up to five atoms. In this paper, we performed quantum chemical calculations of electronic ground and excited states on industrially important mole-cules using the iterative QPE algorithms. With the simula-tor based on a single-GPGPU, we observed the speedup compared to the ones based on multi-CPUs. We also con-firmed the feasibility of this method using a quantum simulator and evaluated the {\pi}-{\pi}* excitation energies of benzene and its mono-substituted derivatives. Our meth-od is easily applicable to other molecules and can be a standard approach for performing the QPE-based quan-tum chemical calculations of practical molecules.
• Abstract（参考訳）: 量子位相推定(QPE)アルゴリズムを用いることにより、量子コンピュータは古典的手法に比べて計算量が少なく、完全な共役相互作用計算を実行することが期待されている。 しかし、QPEに基づく量子化学計算の限られた数のみが古典的コンピュータ上の数値シミュレーションでも報告されており、最大5個の原子の小さな分子に焦点を当てている。 本稿では,反復qpeアルゴリズムを用いて,産業上重要な分子の電子的接地と励起状態の量子化学計算を行った。 シングルgpgpuに基づくsimula-torを用いて,マルチcpuによる高速化を観測した。 また, 量子シミュレータを用いてこの方法の実現可能性を確認し, ベンゼンとそのモノ置換誘導体の電子励起エネルギーを評価した。 我々のメタオドは他の分子にも容易に適用でき、実用分子のQPEに基づくクオンタム化学計算の標準的な手法となる。

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