論文の概要: Chemically Motivated Simulation Problems are Efficiently Solvable by a Quantum Computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.09268v4
• Date: Fri, 18 Apr 2025 16:23:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-29 00:00:14.99443
• Title: Chemically Motivated Simulation Problems are Efficiently Solvable by a Quantum Computer
• Title（参考訳）: ケミカルモチベートされたシミュレーション問題は量子コンピュータで効率的に解ける
• Authors: Philipp Schleich, Lasse Bjørn Kristensen, Jorge A. Campos Gonzalez Angulo, Davide Avagliano, Mohsen Bagherimehrab, Abdulrahman Aldossary, Christoph Gorgulla, Joe Fitzsimons, Alán Aspuru-Guzik,
• Abstract要約: 量子コンピュータはこのボトルネックを克服する計算方法として提案されている。 本稿では, 化学的シミュレーション問題を解くために, 本質的に効率的なルーチンに基づくガイド付きアプローチを提案する。 プロセスの量子シミュレーション後に測定できる化学的な関心の量について論じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8084821240164534
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Simulating chemical systems is highly sought after and computationally challenging, as the number of degrees of freedom increases exponentially with the size of the system. Quantum computers have been proposed as a computational means to overcome this bottleneck , thanks to their capability of representing this amount of information efficiently. Most efforts so far have been centered around determining the ground states of chemical systems. However, hardness results and the lack of theoretical guarantees for efficient heuristics for initial-state generation shed doubt on the feasibility. Here, we propose a heuristically guided approach that is based on inherently efficient routines to solve chemical simulation problems, requiring quantum circuits of size scaling polynomially in relevant system parameters. If a set of assumptions can be satisfied, our approach finds good initial states for dynamics simulation by assembling them in a scattering tree. In particular, we investigate a scattering-based state preparation approach within the context of mergo-association. We discuss a variety of quantities of chemical interest that can be measured after the quantum simulation of a process, e.g., a reaction, following its corresponding initial state preparation.
• Abstract（参考訳）: 化学系のシミュレーションは、自由度がシステムのサイズとともに指数関数的に増加するため、計算的には非常に困難である。 量子コンピュータはこのボトルネックを克服するための計算手段として提案されている。 これまでのほとんどの取り組みは、化学系の基底状態を決定することに集中してきた。 しかし、ハードネスの結果と、初期状態生成のための効率的なヒューリスティックの理論的保証の欠如により、実現可能性に疑問が持たれた。 本稿では,化学シミュレーションの問題を解くために,本質的に効率的なルーチンに基づくヒューリスティックなアプローチを提案する。 仮定の集合を満足させることができれば、この手法は散乱木にそれらを組み立てることで、力学シミュレーションのよい初期状態を見つけることができる。 特に,メルゴ・アソシエーションの文脈における散乱に基づく状態準備手法について検討する。 プロセスの量子シミュレーション(例えば反応)の後に、対応する初期状態の準備後に測定できる様々な化学的関心について論じる。

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