論文の概要: Vibrational ADAPT-VQE: Critical points leads to problematic convergence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.06770v1
- Date: Wed, 10 Apr 2024 06:24:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-11 15:19:53.045282
- Title: Vibrational ADAPT-VQE: Critical points leads to problematic convergence
- Title（参考訳）: 振動型ADAPT-VQE:臨界点が問題収束につながる
- Authors: Marco Majland, Patrick Ettenhuber, Nikolaj Thomas Zinner, Ove Christiansen,
- Abstract要約: 無限積表現に基づく振動型ADAPT-VQE(vADAPT-VQE)の定式化を行う。
VADAPT-VQEアルゴリズムがFVCI波動関数を表す演算子の列を生成するかどうかを数値的に検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum chemistry is one of the most promising applications for which quantum computing is expected to have significant impact. Despite considerable research in the field of electronic structure, calculating the vibrational properties of molecules on quantum computers remain a relatively unexplored field. In this work, we develop a vibrational ADAPT-VQE (vADAPT-VQE) formalism based on an infinite product representation (IPR) of anti-Hermitian excitation operators of the Full Vibrational Configuration Interaction (FVCI) wavefunction which allows for preparing eigenstates of vibrational Hamiltonians on quantum computers. In order to establish the vADAPT- VQE algorithm using the IPR, we study the exactness of disentangled Unitary Vibrational Coupled Cluster (dUVCC) theory and show that dUVCC can formally represent the FVCI wavefunction in an infinite expansion. To investigate the performance of the vADAPT-VQE algorithm, we numerically study whether the vADAPT-VQE algorithm generates a sequence of operators which may represent the FVCI wavefunction. Our numerical results indicate frequent appearance of critical points in the wavefunction preparation using vADAPT-VQE. These results imply that one may encounter diminishing usefulness when preparing vibrational wavefunctions on quantum computers using vADAPT-VQE and that additional studies are required to find methods that can circumvent this behavior.
- Abstract（参考訳）: 量子化学は、量子コンピューティングが大きな影響を与えると予想される最も有望な応用の1つである。
電子構造の分野ではかなりの研究があったが、量子コンピュータ上の分子の振動特性を計算することは、まだ研究されていない分野である。
本研究では、フル振動構成相互作用(FVCI)波動関数の反エルミタン励起作用素の無限積表現(IPR)に基づく振動型ADAPT-VQE(vADAPT-VQE)形式を開発し、量子コンピュータ上で振動型ハミルトニアンの固有状態を作成する。
IPR を用いて vADAPT-VQE アルゴリズムを確立するために,不整合ユニタリ振動結合クラスタ (dUVCC) 理論の正確性について検討し,dUVCC がFVCI 波動関数を無限展開で正式に表現可能であることを示す。
VADAPT-VQEアルゴリズムの性能を調べるために,VADAPT-VQEアルゴリズムがFVCI波動関数を表す演算子の列を生成するかどうかを数値的に検討する。
以上の結果から,vADAPT-VQEを用いたウェーブファンクション法における臨界点の出現頻度が示唆された。
これらの結果から,vADAPT-VQEを用いた量子コンピュータ上での振動波動関数の作成において有用性が低下する可能性が示唆された。
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