論文の概要: Simulating electronic structure on bosonic quantum computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.10222v2
• Date: Sat, 27 Apr 2024 16:22:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-30 22:36:34.215265
• Title: Simulating electronic structure on bosonic quantum computers
• Title（参考訳）: ボゾン量子コンピュータにおける電子構造シミュレーション
• Authors: Rishab Dutta, Nam P. Vu, Ningyi Lyu, Chen Wang, Victor S. Batista,
• Abstract要約: 電子構造ハミルトニアンが、フェルミオンからボソン写像スキームを持つクアモッドの系にどのように変換されるかを示す。 我々の研究は、ボゾン量子デバイスのパワーを活用することで、多くのフェルミオン系をシミュレートするための扉を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.711156472229408
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Computations with quantum harmonic oscillators or qumodes is a promising and rapidly evolving approach towards quantum computing. In contrast to qubits, which are two-level quantum systems, bosonic qumodes can in principle have infinite discrete levels, and can also be represented with continuous variable bases. One of the most promising applications of quantum computing is simulating many-fermion problems such as molecular electronic structure. Although there has been a lot of recent progress on simulating many-fermion systems on qubit-based quantum hardware, they can not be easily extended to bosonic quantum devices due to the fundamental difference in physics represented by qubits and qumodes. In this work, we show how an electronic structure Hamiltonian can be transformed into a system of qumodes with a fermion to boson mapping scheme and apply it to simulate the electronic structure of dihydrogen molecule as a system of two qumodes. Our work opens the door for simulating many-fermion systems by harnessing the power of bosonic quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 量子調和振動子や量子モードによる計算は、量子コンピューティングに対する有望かつ急速に進化するアプローチである。 2レベル量子系である量子ビットとは対照的に、ボソニック・クモッドは原則として無限個の離散レベルを持つことができ、連続変数基底で表すこともできる。 量子コンピューティングの最も有望な応用の1つは、分子電子構造のような多くのフェルミオン問題をシミュレートすることである。 量子ビットベースの量子ハードウェア上で多くのフェルミオン系をシミュレートする最近の進歩は多いが、量子ビットと量子モッドで表される物理の基本的な違いのため、ボゾン量子デバイスに容易に拡張することはできない。 本研究では、ハミルトニアンの電子構造をフェルミオンとボソンマッピングの方式でクアモッドの系に変換し、2つのクアモッドの系としてジヒドロゲン分子の電子構造をシミュレートする方法について述べる。 我々の研究は、ボゾン量子デバイスのパワーを活用することで、多くのフェルミオン系をシミュレートするための扉を開く。

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