論文の概要: Quantum computation of conical intersections on a programmable superconducting quantum processor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.12708v2
- Date: Fri, 28 Jun 2024 03:02:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-01 21:34:45.993188
- Title: Quantum computation of conical intersections on a programmable superconducting quantum processor
- Title（参考訳）: プログラム可能な超伝導量子プロセッサにおける円錐交叉の量子計算
- Authors: Shoukuan Zhao, Diandong Tang, Xiaoxiao Xiao, Ruixia Wang, Qiming Sun, Zhen Chen, Xiaoxia Cai, Zhendong Li, Haifeng Yu, Wei-Hai Fang,
- Abstract要約: 円錐交差(CI)は多くの光化学過程において中心的である。
本稿では,量子古典的状態平均空間自己整合法の最初の成功例を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.064448021157139
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Conical intersections (CIs) are pivotal in many photochemical processes. Traditional quantum chemistry methods, such as the state-average multi-configurational methods, face computational hurdles in solving the electronic Schr\"odinger equation within the active space on classical computers. While quantum computing offers a potential solution, its feasibility in studying CIs, particularly on real quantum hardware, remains largely unexplored. Here, we present the first successful realization of a hybrid quantum-classical state-average complete active space self-consistent field method based on the variational quantum eigensolver (VQE-SA-CASSCF) on a superconducting quantum processor. This approach is applied to investigate CIs in two prototypical systems - ethylene (C2H4) and triatomic hydrogen (H3). We illustrate that VQE-SA-CASSCF, coupled with ongoing hardware and algorithmic enhancements, can lead to a correct description of CIs on existing quantum devices. These results lay the groundwork for exploring the potential of quantum computing to study CIs in more complex systems in the future.
- Abstract（参考訳）: 円錐交差(CI)は多くの光化学過程において中心的である。
状態平均の多重構成法のような伝統的な量子化学法は、古典的コンピュータ上の活性空間内の電子的シュリンガー方程式を解く際に計算上のハードルに直面している。
量子コンピューティングは潜在的な解決策を提供するが、CIの研究、特に実際の量子ハードウェアにおける実現可能性はほとんど解明されていない。
本稿では, 超伝導量子プロセッサ上での変分量子固有解法(VQE-SA-CASSCF)に基づく, 量子古典的状態平均活性空間自己整合性フィールド法の最初の成功例を示す。
この手法は、エチレン(C2H4)と三原子水素(H3)の2種類の原型系におけるCIの研究に応用される。
VQE-SA-CASSCFは、現在進行中のハードウェアとアルゴリズムの強化と相まって、既存の量子デバイス上でのCIの正確な記述につながる可能性がある。
これらの結果は、将来より複雑なシステムでCIを研究する量子コンピューティングの可能性を探るための基礎となる。
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