論文の概要: Quantum-selected configuration interaction with time-evolved state
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.13839v2
- Date: Fri, 14 Feb 2025 07:11:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-17 14:44:19.178500
- Title: Quantum-selected configuration interaction with time-evolved state
- Title（参考訳）: 時間進化状態と量子選択構成相互作用
- Authors: Mathias Mikkelsen, Yuya O. Nakagawa,
- Abstract要約: 量子選択構成相互作用(QSCI)は、量子デバイス上の入力量子状態を使用して重要な基底を選択する。
QSCIの入力として,ターゲットハミルトニアンによる時間進化状態を提案する。
提案法により得られた量子化学ハミルトニアンのエネルギーの精度を数値的に検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Quantum-selected configuration interaction (QSCI) utilizes an input quantum state on a quantum device to select important bases (electron configurations in quantum chemistry) which define a subspace in which to diagonalize a target Hamiltonian, i.e., perform selected configuration interaction, on classical computers. Previous proposals for preparing a good input state, which is crucial for the quality of QSCI, based on optimization of quantum circuits may suffer from optimization difficulty and require many runs of the quantum device. Here we propose using a time-evolved state by the target Hamiltonian (for some initial state) as an input of QSCI. Our proposal is based on the intuition that the time evolution by the Hamiltonian creates electron excitations of various orders when applied to the initial state. We numerically investigate the accuracy of the energy obtained by the proposed method for quantum chemistry Hamiltonians describing electronic states of small molecules. Numerical results reveal that our method can yield sufficiently accurate ground-state energies for the investigated molecules. Systematic analysis when increasing the number of qubits in a Hydrogen chain shows that the subspace size required for sufficiently accurate results is reasonable at system sizes that cannot be solved by naive classical diagonalization. Our proposal provides a systematic and optimization-free method to prepare the input state of QSCI and could contribute to practical applications of quantum computers in quantum chemistry calculations.
- Abstract（参考訳）: 量子選択構成相互作用(QSCI)は、量子デバイス上の入力量子状態を利用して重要な基底(量子化学の電子構成)を選択する。
量子回路の最適化に基づくQSCIの品質に欠かせない優れた入力状態を作成するための従来の提案は、最適化の難しさに悩まされ、多くの量子デバイスを必要とする。
ここでは、ターゲットハミルトニアンによる時間進化状態(初期状態)をQSCIの入力として用いることを提案する。
我々の提案は、ハミルトニアンによる時間進化が初期状態に適用すると、様々な順序の電子励起を生成するという直感に基づいている。
小分子の電子状態を記述する量子化学ハミルトニアン法により得られたエネルギーの精度を数値的に検討する。
解析結果から,本手法は十分に正確な基底状態エネルギーが得られることがわかった。
水素鎖の量子ビット数が増加すると、体系的解析により、十分な正確な結果を得るために必要となる部分空間サイズは、古典的な対角化によって解決できないシステムサイズにおいて妥当であることが示された。
提案手法は,QSCIの入力状態の準備と量子化学計算における量子コンピュータの実用化に寄与する。
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