論文の概要: Extension of the Jordan-Wigner mapping to nonorthogonal spin orbitals for quantum computing application to valence bond approaches

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.12680v1
• Date: Tue, 16 Sep 2025 05:04:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-24 20:41:27.379409
• Title: Extension of the Jordan-Wigner mapping to nonorthogonal spin orbitals for quantum computing application to valence bond approaches
• Title（参考訳）: 量子コンピューティングのための非直交スピン軌道へのジョルダン・ウィグナー写像の拡張と原子価結合アプローチへの応用
• Authors: Alessia Marruzzo, Mosè Casalegno, Piero Macchi, Fabio Mascherpa, Bernardino Tirri, Guido Raos, Alessandro Genoni,
• Abstract要約: 本稿では,VB型波動関数の効率的な量子シミュレーションを実現することを目的として,非直交の場合に適したジョルダン・ウィグナー型写像を提案する。 最初の理論的解析と予備的応用は、この符号化の実現可能性とそのVB法の適用性をより大規模で複雑なシステムに拡張する可能性を示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.72751145910978
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computing offers a promising platform to address the computational challenges inherent in quantum chemistry, and particularly in valence bond (VB) methods, which are chemically appealing but suffer from high computational cost due to the use of nonorthogonal orbitals. While various fermionic-to-spin mappings exist for orthonormal spin orbitals, such as the widely used Jordan-Wigner transformations, an analogous framework for nonorthogonal spin orbitals remains undeveloped. In this work, we propose an alternative Jordan-Wigner-type mapping tailored for the nonorthogonal case, with the goal of enabling efficient quantum simulations of VB-type wavefunctions. Our approach paves the way towards the development of chemically interpretable and computationally feasible valence bond algorithms on near-term quantum devices. An initial theoretical analysis and a preliminary application demonstrate the feasibility of this encoding and its potential for extending the applicability of VB methods to larger and more complex systems.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、量子化学、特に原子価結合(VB)法に固有の計算問題に対処する有望なプラットフォームを提供する。 広く使われているジョルダン・ウィグナー変換のように、正則スピン軌道に対して様々なフェルミオン-スピンマッピングが存在するが、非直交スピン軌道に対する類似の枠組みは未発達のままである。 本研究では,VB型波動関数の効率的な量子シミュレーションを実現することを目的として,非直交の場合に適したジョルダン・ウィグナー型写像を提案する。 提案手法は, 短期量子デバイス上での化学的に解釈可能で計算可能な原子価結合アルゴリズムの開発への道を開くものである。 最初の理論的解析と予備的応用は、この符号化の実現可能性とそのVB法の適用性をより大規模で複雑なシステムに拡張する可能性を示している。

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