論文の概要: Shortcut to Chemically Accurate Quantum Computing via Density-based Basis-set Correction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.11567v3
• Date: Sat, 05 Oct 2024 06:49:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-08 13:10:03.792238
• Title: Shortcut to Chemically Accurate Quantum Computing via Density-based Basis-set Correction
• Title（参考訳）: 密度ベース基底集合補正による化学計算の高精度化
• Authors: Diata Traore, Olivier Adjoua, César Feniou, Ioanna-Maria Lygatsika, Yvon Maday, Evgeny Posenitskiy, Kerstin Hammernik, Alberto Peruzzo, Julien Toulouse, Emmanuel Giner, Jean-Philip Piquemal,
• Abstract要約: 密度ベースベースセット補正(DBBSC)による密度汎関数理論に量子コンピューティングアンサッツを組み込む。 完全基底セットの極限に近づき、化学的に正確な量子計算へのショートカットを提供する。 結果として生じるアプローチは、ベースセット収束を自己整合的に加速し、電子密度、基底状態エネルギー、および1次特性を改善する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4909687476363595
• License:
• Abstract: Using GPU-accelerated state-vector emulation, we propose to embed a quantum computing ansatz into density-functional theory via density-based basis-set corrections (DBBSC) to obtain quantitative quantum-chemistry results on molecules that would otherwise require brute-force quantum calculations using hundreds of logical qubits. Indeed, accessing a quantitative description of chemical systems while minimizing quantum resources is an essential challenge given the limited qubit capabilities of current quantum processors. We provide a shortcut towards chemically accurate quantum computations by approaching the complete-basis-set limit through coupling the DBBSC approach, applied to any given variational ansatz, to an on-the-fly crafting of basis sets specifically adapted to a given system and user-defined qubit budget. The resulting approach self-consistently accelerates the basis-set convergence, improving electronic densities, ground-state energies, and first-order properties (e.g. dipole moments), but can also serve as a classical, a posteriori, energy correction to quantum hardware calculations with expected applications in drug design and materials science.
• Abstract（参考訳）: GPU加速状態ベクトルエミュレーションを用いて、密度ベースベースセット補正(DBBSC)による密度汎関数理論に量子コンピューティングアンサッツを組み込んで、数百の論理量子ビットを用いたブルートフォース量子計算を必要とする分子の定量的量子化学結果を得る。 実際、量子資源を最小化しながら化学系の定量的記述にアクセスすることは、現在の量子プロセッサの限られた量子ビット能力を考えると、重要な課題である。 本稿では,DBBSCアプローチを任意の変量アンサッツに適用し,与えられたシステムやユーザ定義の量子ビット予算に特異的に適応した基底セットをオンザフライで作成することを通じて,完全基底セットの極限にアプローチして,化学的に正確な量子計算へのショートカットを提案する。 結果として生じるアプローチは、ベースセット収束を自己整合的に加速し、電子密度、基底状態エネルギー、および1次特性(例えば双極子モーメント)を改善するが、古典的、後続的、量子ハードウェア計算に対するエネルギー補正や、薬物設計や材料科学における期待の応用としても機能する。

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