論文の概要: Sample-based quantum diagonalization as parallel fragment solver for the localized active space self-consistent field method

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.14936v1
• Date: Tue, 16 Dec 2025 21:57:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-18 17:06:26.795351
• Title: Sample-based quantum diagonalization as parallel fragment solver for the localized active space self-consistent field method
• Title（参考訳）: 局所化能動空間自己整合場法における並列フラグメントソルバとしてのサンプルベース量子対角化
• Authors: Qiaohong Wang, Mario Motta, Ruhee D'Cunha, Kevin J. Sung, Matthew R. Hermes, Tanvi Gujarati, Yukio Kawashima, Yu-ya Ohnishi, Gavin O. Jones, Laura Gagliardi,
• Abstract要約: 強相関電子系を記述するための新しい手法を提案する。 古典的なコンピュータエラーを緩和し、空間の部分空間におけるシュルディンガー方程式を解く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Accurately and efficiently describing strongly correlated electronic systems is a central challenge in quantum computational chemistry, with classical and quantum computers. The localized active space self-consistent field method (LASSCF) uses a product of fragment active spaces as a variational space, with the Schrödinger equation solved exactly in each fragment and the fragment active-space orbitals defined in a self-consistent manner. LASSCF is accurate for systems with strong intra-fragment and weak inter-fragment correlation, and its computational cost is combinatorial with respect to the size of the individual fragment active spaces, rather than their product. However, exactly solving the Schrödinger equation in each fragment remains a substantial bottleneck. Here, we address the possibility of solving the fragment active space Schrödinger equation with approximate methods, particularly sample-based quantum diagonalization (SQD). SQD is a technique that uses a quantum computer to sample configurations from a chemically motivated quantum circuit and a classical computer to mitigate errors and solve the Schrödinger equation in a subspace of the configuration space. We apply the proposed method, LASSQD, to the [Fe(H$_2$O)$_4$]$_2$bpym$^{4+}$ compound and the [Fe$^{\mathrm{III}}$Fe$^{\mathrm{III}}$Fe$^{\mathrm{II}}$($μ$$_3$-O)-(HCOO)$_6$] complex for calculating the intermediate-spin ground state energies. We observe that LASSQD can tackle fragment sizes intractable by LASSCF, achieves within 1kcal/mol agreement to LASSCF, and delivers results that are competitive with alternative classical methods to solve the Schrödinger equation, and thus can be used as a starting point for a perturbative treatment (LASSQD-PDFT) to recover correlation external to the active space.
• Abstract（参考訳）: 強く相関する電子系を正確かつ効率的に記述することは、古典的および量子コンピュータによる量子計算化学における中心的な課題である。 局所化された活性空間自己整合体法(LASSCF)は、断片的活性空間の積を変分空間として使用し、シュレーディンガー方程式は各断片において正確に解かれ、断片的活性空間軌道は自己整合的に定義される。 LASSCFは、強いフラグメント内および弱いフラグメント間相関を持つシステムに対して正確であり、その計算コストは、その製品ではなく、個々のフラグメント活性空間のサイズに関する組合せである。 しかし、それぞれの断片においてシュレーディンガー方程式を正確に解くことは、依然として重大なボトルネックである。 ここでは、近似法、特にサンプルベース量子対角化(SQD)を用いて、フラグメント活性空間シュレーディンガー方程式を解く可能性について述べる。 SQDは、量子コンピュータを用いて、化学的に動機付けられた量子回路と古典的なコンピュータから構成をサンプリングし、エラーを軽減し、構成空間の部分空間におけるシュレーディンガー方程式を解く技術である。 提案手法は,[Fe(H$_2$O)$_4$]$_2$bpym$^{4+}$化合物および[Fe$^{\mathrm{III}}$Fe$^{\mathrm{III}}$Fe$^{\mathrm{II}}$($μ$$_3$-O)-(HCOO)$_6$]錯体に作用する。 LASSQD は LASSCF と 1kcal/mol で一致し,シュレーディンガー方程式を解くための古典的手法と競合する結果が得られる。

関連論文リスト

• Quantum-centric simulation of hydrogen abstraction by sample-based quantum diagonalization and entanglement forging [1.8314070876706192]
  重要な応用はラジカル鎖反応の計算である。 2,2-ジフェニルジプロパンから水素を抽象化するための活性化エネルギーと反応エネルギーを計算する。 計算はIBM Heronファミリーの超伝導量子プロセッサと古典計算資源を用いて行われる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-08-11T17:48:17Z)
• Scaling active spaces in simulations of surface reactions through sample-based quantum diagonalization [0.027087606206363222]
  量子コンピューティングは、局所的な相互作用を持つ相関電子系のエネルギーを予測するための経路を提供する。 本稿では,リチウム電池の電極表面における酸素還元反応の研究に量子埋め込み法を適用した。 量子アルゴリズムとして、サンプルベースの量子対角化、SQD、および拡張バージョンのExt-SQDを使用し、電子励起を量子選択された電子構成サブ空間に統合する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-13T22:17:29Z)
• Hyperfine Coupling Constants on Quantum Computers: Performance, Errors, and Future Prospects [0.0]
  本稿では,電子スピン共鳴等方性超微細結合定数(HFC)の量子ハードウェア上での最初の実装と計算について述べる。 実験例ではヒドロキシルラジカル(OH$bullet$)、一酸化窒素(NO$bullet$)、三重項ヒドロキシルカチオン(OH$+$)のHFCを計算する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-12T10:02:08Z)
• Exact dynamics of quantum dissipative $XX$ models: Wannier-Stark localization in the fragmented operator space [49.1574468325115]
  振動と非振動崩壊を分離する臨界散逸強度において例外的な点が見つかる。 また、演算子部分空間全体の単一減衰モードにつながる異なるタイプの散逸についても記述する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-27T16:11:39Z)
• Quantum simulation of the Fokker-Planck equation via Schrodingerization [33.76659022113328]
  本稿では,Fokker-Planck方程式を解くための量子シミュレーション手法について述べる。 我々はシュロディンガー化法(Schrodingerization method)を用いて、非エルミート力学を持つ任意の線型偏微分方程式と常微分方程式をシュロディンガー型方程式系に変換する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-21T08:53:27Z)
• GRAPE optimization for open quantum systems with time-dependent decoherence rates driven by coherent and incoherent controls [77.34726150561087]
  グラディエントアセンセントパルス工学(GRAPE)法は量子制御の最適化に広く用いられている。 我々は、コヒーレント制御と非コヒーレント制御の両方によって駆動されるオープン量子系の目的関数を最適化するために、GRAPE法を採用する。 状態-状態遷移問題に対する数値シミュレーションによりアルゴリズムの効率を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-17T13:37:18Z)
• A hybrid quantum-classical algorithm for multichannel quantum scattering of atoms and molecules [62.997667081978825]
  原子と分子の衝突に対するシュリンガー方程式を解くためのハイブリッド量子古典アルゴリズムを提案する。 このアルゴリズムはコーン変分原理の$S$-matrixバージョンに基づいており、基本散乱$S$-matrixを計算する。 大規模多原子分子の衝突をシミュレートするために,アルゴリズムをどのようにスケールアップするかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-12T18:10:47Z)
• 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)

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。