論文の概要: Spin-coupled molecular orbitals: chemical intuition meets quantum chemistry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.08858v1
• Date: Tue, 13 Feb 2024 23:57:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-15 17:19:33.511395
• Title: Spin-coupled molecular orbitals: chemical intuition meets quantum chemistry
• Title（参考訳）: スピン結合分子軌道:化学直観と量子化学
• Authors: Daniel Marti-Dafcik, Nicholas Lee, Hugh G. A. Burton, David P. Tew
• Abstract要約: スピン結合根基状態を含む一般化MO理論を導入する。 我々の理論は化学結合のモデルを提供しており、これは化学的に直感的かつ定性的に正確である。 我々の理論の活用は古典的な計算に重大な課題をもたらすが、スピン結合状態の予測可能な構造は量子コンピュータを利用するアルゴリズムに理想的に適している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8397730500554048
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Molecular orbital theory is powerful both as a conceptual tool for understanding chemical bonding, and as a theoretical framework for ab initio quantum chemistry. Despite its undoubted success, MO theory has well documented shortcomings, most notably that it fails to correctly describe diradical states and homolytic bond fission. In this contribution, we introduce a generalised MO theory that includes spin-coupled radical states. We show through archetypical examples that when bonds break, the electronic state transitions between a small number of valence configurations, characterised by occupation of both delocalised molecular orbitals and spin-coupled localised orbitals. Our theory provides a model for chemical bonding that is both chemically intuitive and qualitatively accurate when combined with ab initio theory. Although exploitation of our theory presents significant challenges for classical computing, the predictable structure of spin-coupled states is ideally suited to algorithms that exploit quantum computers. Our approach provides a systematic route to overcoming the initial state overlap problem and unlocking the potential of quantum computational chemistry.
• Abstract（参考訳）: 分子軌道理論は、化学結合を理解するための概念的ツールとして、および初期量子化学の理論的枠組みとして強力である。 その成功にもかかわらず、mo理論はディラディカル状態やホモリシス結合分裂を正確に記述できないという欠点を十分に記述している。 この貢献として、スピン結合根基状態を含む一般化MO理論を導入する。 結合が破られると電子状態が少数の原子価配置の間で遷移し、非局在化分子軌道とスピン結合した局所化軌道の両方の占有によって特徴づけられる。 本理論は,ab initio理論と組み合わせた化学結合モデルを提供し,化学的に直感的かつ定性的に正確である。 我々の理論の活用は古典的な計算に重大な課題をもたらすが、スピン結合状態の予測可能な構造は量子コンピュータを利用するアルゴリズムに理想的である。 本手法は,初期状態重なり問題を克服し,量子計算化学の可能性を解き放つための系統的経路を提供する。

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