論文の概要: An Introduction to Variational Quantum Eigensolver Applied to Chemistry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.04768v2
- Date: Tue, 10 Jun 2025 15:31:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-11 19:51:30.184505
- Title: An Introduction to Variational Quantum Eigensolver Applied to Chemistry
- Title（参考訳）: 変量量子固有溶媒の化学への応用
- Authors: Matheus da S. Fonseca, Caio M. Porto, Nicolás A. C. Carpio, Guilherme S. T. Moraes, Nelson H. Morgon, René A. Nome, Celso J. Villas-Boas,
- Abstract要約: 変分量子アルゴリズム(VQA)は、短期的には古典的手法よりも有利であることを示すための実現可能なアプローチである。
本稿では、量子力学の分子研究への応用、量子コンピューティングの基礎の紹介、分子シミュレーションにおけるVQEの利用によるこれらの分野の統合について考察する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: Quantum mechanics has introduced a new theoretical framework for the study of molecules, enabling the prediction of properties and dynamics through the solution of the Schr\"odinger equation applied to these systems. However, solving this equation is computationally expensive, which has led to the development of various mathematical frameworks and computational methods designed to balance the available resources with the desired level of accuracy. In particular, quantum computers have emerged as a promising technology with the potential to address these problems more efficiently in the coming decades, whether through reductions in memory, time, and energy consumption, $\textit{i. e.}$, reductions in computational complexity or by enhancing precision. This research field is known as Quantum Simulation. Given the current technological limitations of quantum computers, Variational Quantum Algorithms (VQAs), especially the Variational Quantum Eigensolver (VQE), stand out as a feasible approach to demonstrating advantages over classical methods in the near term. This feasibility arises from their lower demand for quantum gates and the reduced depth of the circuits required for their implementation. In this work, we present the application of quantum mechanics to the study of molecules, provide an introduction to the fundamentals of quantum computing, and explore the integration of these fields by employing the VQE in molecular simulations. Finally, we discuss the spatial and temporal complexity associated with the algorithm, highlighting its implications and challenges.
- Abstract（参考訳）: 量子力学は分子の研究のための新しい理論的枠組みを導入し、これらの系に適用されたシュリンガー方程式の解によって性質と力学の予測を可能にした。
しかし、この方程式の解くには計算コストがかかるため、様々な数学的枠組みや計算手法が開発され、利用可能なリソースと所望の精度のバランスがとれた。
特に、量子コンピュータは、メモリ、時間、エネルギー消費の削減、$\textit{i.com) によっても、今後数十年でこれらの問題により効率的に対処する可能性を持つ有望な技術として登場した。
E
計算複雑性の低減、あるいは精度の向上による。
この研究分野は量子シミュレーションとして知られている。
量子コンピュータの現在の技術的限界を考えると、変分量子アルゴリズム(VQA)、特に変分量子固有解法(VQE)は、短期的には古典的手法よりも優位性を示すための実現可能なアプローチである。
この実現性は、量子ゲートの需要の低さと、実装に必要な回路の深さの減少から生じる。
本稿では、分子研究への量子力学の適用、量子コンピューティングの基礎の紹介、分子シミュレーションにおけるVQEの利用によるこれらの分野の統合について考察する。
最後に,アルゴリズムの空間的・時間的複雑さについて考察し,その意義と課題を明らかにする。
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