論文の概要: Efficient Ground State Estimation Using Generalized Hund's Rule

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.03268v1
• Date: Thu, 4 Apr 2024 07:45:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-05 15:24:04.225484
• Title: Efficient Ground State Estimation Using Generalized Hund's Rule
• Title（参考訳）: 一般化Hund's Ruleを用いた効率的な地盤状態推定
• Authors: Leo Chiang, Ching-Jui Lai,
• Abstract要約: 量子コンピュータは分子の基底状態をシミュレートするための有望なアプローチを提供する。 現在のデバイスで利用可能なキュービットの数が限られていることは、シミュレーションの課題である。 本稿では, 特定のフェルミオン状態を調べることにより, 分子シミュレーションのクビット使用量を減らすことの実現可能性について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computers offer a promising approach to simulate the ground state of molecules, which is crucial for understanding molecular properties and chemical reactions. However, the limited number of available qubits on current devices poses a challenge for simulation. This paper investigates the feasibility of reducing the qubit usage of molecular simulation by examining specific fermionic states according to Hund's rule. We introduced a new framework based on qubit efficiency encoding. Based on this framework, the Hamiltonian is restricted to the Hund subspace. Compared to only concerned particle conservation, the proposed method can reduce $N$ qubit usage for an $M$ orbitals and $N$ electrons molecule when $M\gg N$. Additionally, when using the STO-3G basis sets, the simulations of the $15$ molecules with given molecular geometry by the proposed method are close to the full configuration interaction. The absolute difference is at most $0.121\%$. Meanwhile, predictions from potential energy surfaces using the proposed method have an absolute difference at most $4.1\%$.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは分子の基底状態をシミュレートするための有望なアプローチを提供する。 しかし、現在のデバイスで利用可能なキュービットの数が限られているため、シミュレーションには困難が伴う。 本稿では,Hundの法則に従って特定のフェルミオン状態を調べることにより,分子シミュレーションのキュービット使用量を削減する可能性について検討する。 量子ビット効率エンコーディングに基づく新しいフレームワークを提案する。 この枠組みに基づき、ハミルトニアンはハウンド部分空間に制限される。 粒子保存のみと比較して、提案法は、M$軌道とN$電子分子が$M\gg N$の場合には、$N$量子ビットの使用を削減できる。 さらに、STO-3G基底集合を用いる場合、提案法により与えられた分子形状を持つ15ドル分子のシミュレーションは、完全な構成相互作用に近くなる。 絶対差は0.121 %$である。 一方、提案手法を用いたポテンシャルエネルギー表面からの予測は、少なくとも4.1\%$の絶対差を持つ。

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