論文の概要: Error-Mitigation Enabled Multicomponent Quantum Simulations Beyond the Born-Oppenheimer Approximation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.11941v1
• Date: Fri, 14 Nov 2025 23:31:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-18 14:36:23.41146
• Title: Error-Mitigation Enabled Multicomponent Quantum Simulations Beyond the Born-Oppenheimer Approximation
• Title（参考訳）: ボルン・オッペンハイマー近似を超えた多重成分量子シミュレーションの誤差低減
• Authors: Delmar G. A. Cabral, Brandon Allen, Fabijan Pavošević, Sharon Hammes-Schiffer, Pablo Díez-Valle, Jack S. Baker, Gaurav Saxena, Thi Ha Kyaw, Victor S. Batista,
• Abstract要約: 分子系の量子シミュレーションのための多成分一元結合クラスタフレームワークを提案する。 我々は、水素化ポジトロニウムと水素水素の量子陽子によるmcUCCアンスターゼを構築し、異なる励起トランケーションのハードウェア要件を分析する。 その結果,量子ハードウェア上での誤差緩和型多成分相関シミュレーションの最初の実証結果が得られた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1032213495334007
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We introduce a multicomponent unitary coupled cluster framework for quantum simulations of molecular systems that incorporate both electronic and nuclear quantum effects beyond the Born-Oppenheimer approximation. Using the nuclear-electronic orbital formalism, we construct mcUCC ansätze for positronium hydride and molecular hydrogen with a quantum proton, and analyze hardware requirements for different excitation truncations. To further reduce resource costs effectively, we employ the local unitary cluster Jastrow ansatz and implement it experimentally on IBM Q's Heron superconducting hardware. With the Physics-Inspired Extrapolation error mitigation protocol, the computed ground-state energies remain within chemical accuracy, consistent with the stated uncertainty level. These results provide the first demonstration of error-mitigated multicomponent correlated simulations on quantum hardware and outline a path toward scalable algorithms unifying electronic and nuclear degrees of freedom.
• Abstract（参考訳）: 我々は、ボルン・オッペンハイマー近似を超えた電子と核の両方の量子効果を含む分子系の量子シミュレーションのための多成分一元結合クラスタフレームワークを導入する。 核-電子軌道フォーマリズムを用いて、水素化ポジトロニウムと水素水素のmcUCCアンセッツェを量子陽子で構築し、異なる励起トランケーションのハードウェア要求を分析する。 資源コストをより効果的に削減するために、ローカルなユニタリクラスタであるJastrow ansatzを使用し、IBM Qの超伝導ハードウェアであるHeronに実験的に実装する。 物理インスパイアされた外挿誤差軽減プロトコルでは、計算された基底状態エネルギーは、記載された不確実性レベルと一致して化学的精度に留まる。 これらの結果は,量子ハードウェア上での誤差緩和型多成分相関シミュレーションの最初の実演であり,電子・核自由度を統一するスケーラブルアルゴリズムへの道筋を示すものである。

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