論文の概要: Multistate iterative qubit coupled cluster (MS-iQCC): a quantum-inspired, state-averaged approach to ground- and excited-state energies

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.01121v1
• Date: Mon, 03 Nov 2025 00:06:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-05 20:56:29.059907
• Title: Multistate iterative qubit coupled cluster (MS-iQCC): a quantum-inspired, state-averaged approach to ground- and excited-state energies
• Title（参考訳）: 多状態反復量子ビット結合クラスタ(MS-iQCC):基底および励起状態エネルギーに対する量子的、平均的アプローチ
• Authors: Robert A. Lang, Shashank G. Mehendale, Ilya G. Ryabinkin, Artur F. Izmaylov,
• Abstract要約: 本稿では,従来のハードウェア上で効率的に動作する量子インスピレーションアルゴリズムであるマルチステート反復量子結合クラスタ(MS-iQCC)法を提案する。 MS-iQCCは、単一の平均的な手順で複数の電子状態を同時に最適化することで、この問題に対処する。 我々は、全ての標的エネルギーの頑健な収束を観察し、そのポテンシャルエネルギー表面にわたって化学的に有意な精度で観測する。
• 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: We introduce the multistate iterative qubit coupled cluster (MS-iQCC) method, a quantum-inspired algorithm that runs efficiently on classical hardware and is designed to predict both ground and excited electronic states of molecules. Accurate excited-state energetics are essential for interpreting spectroscopy and chemical reactivity, but standard electronic structure methods are either too computationally expensive for larger systems or lose reliability in the presence of strong electron correlation. MS-iQCC addresses this challenge by simultaneously optimizing multiple electronic states in a single, state-averaged procedure that treats ground and excited states on equal footing. This removes the energetic bias that is introduced when excited states are computed one at a time and constrained to remain orthogonal to previously optimized states. The approach supports multireference electronic structure by allowing multideterminantal initial guesses and by adaptively building a compact exponential ansatz from a pool of qubit excitation generators. We apply MS-iQCC to H$_4$, H$_2$O, N$_2$, and C$_2$, including strongly correlated geometries, and observe robust convergence of all targeted state energies to chemically meaningful accuracy across their potential energy surfaces.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,従来のハードウェア上で効率よく動作し,分子の基底状態と励起状態の両方を予測する量子インスピレーションアルゴリズムであるMS-iQCC法を提案する。 正確な励起状態エネルギーは分光と化学反応性の解釈に不可欠であるが、標準的な電子構造法は大きな系では計算に高価すぎるか、強い電子相関の存在下で信頼性を失うかのいずれかである。 MS-iQCCは、同じ足場上で地面と励起状態を扱う1つの平均状態の手順で複数の電子状態を同時に最適化することで、この課題に対処する。 これにより、励起状態が1度に1度計算されたときに導入されるエネルギーバイアスが取り除かれ、以前に最適化された状態と直交し続けることが制約される。 このアプローチは、多重行列の初期推定を可能にし、キュービット励起発生器のプールからコンパクト指数アンザッツを適応的に構築することにより、マルチ参照電子構造をサポートする。 我々は, H$_4$, H$_2$O, N$_2$, C$_2$にMS-iQCCを適用し, 強相関な測地を含む全ての状態エネルギーを化学的に有意な精度で観測する。

関連論文リスト

• Quantum-centric computation of molecular excited states with extended sample-based quantum diagonalization [0.0]
  分子電子構造のシミュレーションは、量子デバイスの重要な応用である。 サンプルベース量子対角化(SQD)アルゴリズムを拡張し、低分子励起状態を決定する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-01T09:33:08Z)
• Thermalization and Criticality on an Analog-Digital Quantum Simulator [133.58336306417294]
  本稿では,69個の超伝導量子ビットからなる量子シミュレータについて述べる。 古典的Kosterlitz-Thouless相転移のシグネチャと,Kibble-Zurekスケール予測からの強い偏差を観測する。 本システムは, 対角二量体状態でディジタル的に調製し, 熱化時のエネルギーと渦の輸送を画像化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-27T17:40:39Z)
• A quantum eigenvalue solver based on tensor networks [0.0]
  電子基底状態は化学シミュレーションにおいて中心的な重要性を持つが、効率的な古典的アルゴリズムの範囲を超え続けている。 回転軌道ベースにおける行列積状態の線形結合から波動関数アンサッツを構成するハイブリッド量子古典固有値解法を導入する。 本研究は, 近距離量子ハードウェア上での強相関化学系のシミュレーションをスケールアップするための, 新たな道筋を示唆するものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-16T02:04:47Z)
• Probing Quantum Efficiency: Exploring System Hardness in Electronic Ground State Energy Estimation [0.0]
  電子構造理論の古典的アルゴリズムと量子アルゴリズムの相関性について考察する。 量子アルゴリズムでは,変分量子固有解法 (VQE) と量子位相推定法 (QPE) を選択した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-31T20:07:15Z)
• Molecular Electronic Structure Calculation via a Quantum Computer [0.0]
  量子コンピュータは電子構造を計算し、多電子分子系の基底状態エネルギーを推定するために用いられる。 本研究では,H3+,OH-,HF,BH3などの分子の基底状態エネルギーを計算するために,変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムを実装した。 この研究は、VQEアルゴリズムをベンチマークして、実際の量子コンピュータ上で分子シミュレーションの候補となる新しい分子の集合の電子基底状態エネルギーを計算することを目的としている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-17T12:02:32Z)
• A self-consistent field approach for the variational quantum eigensolver: orbital optimization goes adaptive [52.77024349608834]
  適応微分組立問題集合型アンザッツ変分固有解法(ADAPTVQE)における自己一貫したフィールドアプローチ(SCF)を提案する。 このフレームワークは、短期量子コンピュータ上の化学系の効率的な量子シミュレーションに使用される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-21T23:15:17Z)
• Say NO to Optimization: A Non-Orthogonal Quantum Eigensolver [0.0]
  低層状態がほぼ退化した電子系における静的相関と動的相関のバランスの取れた記述は、古典的コンピュータ上でのマルチコンフィグレーション手法の課題である。 本稿では、相関クラスタ演算子の作用を利用して、高品質な波動関数アンゼを提供する量子アルゴリズムを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-18T16:20:36Z)
• Computing molecular excited states on a D-Wave quantum annealer [52.5289706853773]
  分子系の励起電子状態の計算にD波量子アニールを用いることを実証する。 これらのシミュレーションは、太陽光発電、半導体技術、ナノサイエンスなど、いくつかの分野で重要な役割を果たしている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-01T01:02:17Z)
• Quantum-Classical Hybrid Algorithm for the Simulation of All-Electron Correlation [58.720142291102135]
  本稿では、分子の全電子エネルギーと古典的コンピュータ上の特性を計算できる新しいハイブリッド古典的アルゴリズムを提案する。 本稿では,現在利用可能な量子コンピュータ上で,化学的に関連性のある結果と精度を実現する量子古典ハイブリッドアルゴリズムの能力を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-22T18:00:00Z)
• Benchmarking adaptive variational quantum eigensolvers [63.277656713454284]
  VQEとADAPT-VQEの精度をベンチマークし、電子基底状態とポテンシャルエネルギー曲線を計算する。 どちらの手法もエネルギーと基底状態の優れた推定値を提供する。 勾配に基づく最適化はより経済的であり、勾配のない類似シミュレーションよりも優れた性能を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-02T19:52:04Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。