論文の概要: Moments-based quantum computation of the electric dipole moment of molecular systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.10758v1
- Date: Sat, 13 Sep 2025 00:05:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-16 17:26:22.76546
- Title: Moments-based quantum computation of the electric dipole moment of molecular systems
- Title（参考訳）: モーメントに基づく分子系の電気双極子モーメントの量子計算
- Authors: Michael A. Jones, Harish J. Vallury, Manolo C. Per, Harry M. Quiney, Lloyd C. L. Hollenberg,
- Abstract要約: 我々は、IBM量子超伝導量子デバイス上での水分子の双極子モーメントを推定するために量子計算モーメント(QCM)法を用いる。
ノイズ除去された結果はフル構成相互作用(FCI)計算と一致し、0.03$pm$0.007デバイ(2%$pm$ 0.5%)以内となる。
このことは、モーメントに基づくエネルギー推定技術が、化学系の非エネルギー的基底状態特性のノイズ・ロバスト評価に適応できることを証明している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.07456526005219317
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: With rapid progress being made in the development of platforms for quantum computation, there has been considerable interest in whether present-day and near-term devices can be used to solve problems of relevance. A commonly cited application area is the domain of quantum chemistry. While most experimental demonstrations of quantum chemical calculations on quantum devices have focused on the ground-state electronic energy of the system, other properties of the ground-state, such as the electric dipole moment, are also of interest. Here we employ the quantum computed moments (QCM) method, based on the Lanczos cluster expansion, to estimate the dipole moment of the water molecule on an IBM Quantum superconducting quantum device. The noise-mitigated results agree with full configuration interaction (FCI) calculations to within 0.03 $\pm$ 0.007 debye (2% $\pm$ 0.5%), compared to direct expectation value determination (i.e. VQE) with errors on the order of 0.07 debye (5%), even when the VQE calculation is performed without noise. This demonstrates that moments-based energy estimation techniques can be adapted to noise-robust evaluation of non-energetic ground-state properties of chemical systems.
- Abstract（参考訳）: 量子計算のためのプラットフォームの開発が急速に進んでいるため、現在のデバイスと短期デバイスが関連性の問題を解決するのに使えるかどうかに大きな関心が寄せられている。
一般に引用される応用領域は量子化学の領域である。
量子デバイス上での量子化学計算のほとんどの実験では、系の基底状態電子エネルギーに焦点が当てられているが、電気双極子モーメントのような基底状態の他の性質も興味深い。
ここでは、Lanczosクラスタ展開に基づく量子計算モーメント(QCM)法を用いて、IBM量子超伝導量子デバイス上での水分子の双極子モーメントを推定する。
ノイズ除去された結果は0.03 $\pm$ 0.007 debye (2% $\pm$ 0.5%)の範囲でのフル構成相互作用(FCI)計算と一致し、ノイズのないVQE計算でも0.07 debye (5%)の誤差を伴う直接期待値決定(VQE)と比較される。
このことは、モーメントに基づくエネルギー推定技術が、化学系の非エネルギー的基底状態特性のノイズ・ロバスト評価に適応できることを証明している。
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