論文の概要: What Can Quantum Information Theory Offer to Quantum Chemistry?

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.08045v1
• Date: Tue, 12 Mar 2024 19:38:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-14 16:55:21.763870
• Title: What Can Quantum Information Theory Offer to Quantum Chemistry?
• Title（参考訳）: 量子情報理論は量子化学に何ができるか?
• Authors: Damiano Aliverti-Piuri, Kaustav Chatterjee, Lexin Ding, Ke Liao, Julia Liebert, Christian Schilling
• Abstract要約: まず、絡み合いや相関などの量子情報の概念を量子化学系の文脈に翻訳する。 我々は、電子相関に関する2つの概念的な視点を確立し、軌道相関と粒子相関の概念を導いた。 この結果は、電子構造を単純化するための長期の自然軌道の理論的正当性を与える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0485739694839669
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: It is the ultimate goal of this work to foster synergy between quantum chemistry and the flourishing field of quantum information theory. For this, we first translate quantum information concepts such as entanglement and correlation into the context of quantum chemical systems. In particular, we establish two conceptually distinct perspectives on `electron correlation' leading to a notion of orbital and particle correlation. We then demonstrate that particle correlation equals total orbital correlation minimized over all orbital bases. Accordingly, particle correlation resembles the minimal, thus intrinsic, complexity of many-electron wave functions while orbital correlation quantifies their complexity relative to a basis. We illustrate these concepts of intrinsic and extrinsic correlation complexity in molecular systems, which also manifests the crucial link between the two correlation pictures. Our results provide theoretical justification for the long-favored natural orbitals for simplifying electronic structures, and open new pathways for developing more efficient approaches towards the electron correlation problem.
• Abstract（参考訳）: この研究の最終的な目標は、量子化学と量子情報理論の繁栄する分野との相乗効果を促進することである。 そこで我々はまず、絡み合いや相関などの量子情報の概念を量子化学系の文脈に翻訳する。 特に、軌道と粒子の相関の概念につながる「電子相関」について、2つの概念的に異なる視点を確立する。 そして、粒子相関が全軌道上の全軌道相関と等しいことを証明した。 したがって、粒子相関は多電子波関数の最小限の、従って本質的な複雑さに似ており、一方軌道相関は基底に対する複雑性を定量化している。 分子系における本質的および外生的相関複雑性の概念について述べる。 この結果は、電子構造を単純化するための長寿命自然軌道の理論的正当性を与え、電子相関問題へのより効率的なアプローチを開発するための新しい経路を開拓する。

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