論文の概要: Size-consistent implementation of Hamiltonian simulation-based quantum-selected configuration interaction method for the supramolecular approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.23154v1
• Date: Mon, 27 Oct 2025 09:30:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-28 17:41:22.011637
• Title: Size-consistent implementation of Hamiltonian simulation-based quantum-selected configuration interaction method for the supramolecular approach
• Title（参考訳）: ハミルトンシミュレーションに基づく超分子アプローチのための量子選択構成相互作用法のサイズ一貫性実装
• Authors: Kenji Sugisaki,
• Abstract要約: 量子選択構成相互作用(QSCI)法は、大規模量子化学計算において有望なアプローチである。 ハミルトンシミュレーションに基づくQSCIフレームワークにおいて,QSCIのサイズに一貫性のある実装を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The quantum-selected configuration interaction (QSCI) method is a promising approach for large-scale quantum chemical calculations on currently available quantum hardware. However, its naive implementation lacks size consistency, which is essential for accurate intermolecular interaction energy calculations using the supramolecular approach. Here, we present a size-consistent implementation of QSCI by sampling Slater determinants for the dimer in the localized molecular orbital basis, constructing the subspaces for the monomers and dimer, and augmenting the dimer subspace with additional determinants required for size consistency. Implemented within the Hamiltonian simulation-based QSCI (HSB-QSCI) framework, our method numerically satisfies size consistency for 4H/8H clusters, the FH dimer, and the FH--H$_2$O system. Application to intermolecular interaction energy calculations of hydrogen-bonded FH dimer and FH--H$_2$O demonstrates that our approach reproduces complete active space-configuration interaction (CAS-CI) values with errors below 0.04 kcal mol$^{-1}$.
• Abstract（参考訳）: 量子選択構成相互作用(QSCI)法は、現在利用可能な量子ハードウェア上での大規模量子化学計算において有望なアプローチである。 しかし、その単純な実装は、超分子的アプローチを用いた正確な分子間相互作用エネルギー計算に不可欠な大きさの整合性を欠いている。 ここでは、局在化分子軌道上での二量体に対するSlater行列式をサンプリングし、モノマーと二量体に対する部分空間を構築し、サイズ整合に要する余分な行列式で二量体部分空間を増大させることにより、QSCIのサイズ整合性の実装を提案する。 本手法は4H/8Hクラスタ,FHダイマー,FH-H$_2$Oシステムのサイズ一貫性を数値的に満足する。 水素結合型FH二量体とFH--H$_2$Oの分子間相互作用エネルギー計算への応用は、我々の手法が0.04 kcal mol$^{-1}$未満の誤差で完全にアクティブな空間構成相互作用(CAS-CI)値を再現することを示した。

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