論文の概要: Classical reservoir approach for efficient molecular ground state preparation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.21069v1
• Date: Wed, 24 Dec 2025 09:26:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-25 19:43:21.747731
• Title: Classical reservoir approach for efficient molecular ground state preparation
• Title（参考訳）: 分子基底状態の効率的調製のための古典的貯水池法
• Authors: Zekun He, Dominika Zgid, A. F. Kemper, J. K. Freericks,
• Abstract要約: 基底状態の準備は電子構造に対する量子アルゴリズムの中枢的な応用である。 本稿では,短期ハードウェアに適した低コストな変量アンザッツである古典型貯水池のアプローチを紹介する。 我々のアンザッツは局所化された分子軌道で活動し、以前は探索されなかった変分パラメータ空間の領域を研究する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5147734886879164
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Ground state preparation is a central application of quantum algorithms for electronic structure. We introduce the classical reservoir approach, a low cost variational ansatz tailored to near-term hardware, requiring only nearest-neighbor interactions on a machine with square-lattice connectivity. Unlike traditional methods built from the classically efficient Hartree Fock theory, our ansatz operates in localized molecular orbitals to study previously unexplored regions of the variational parameter space. Numerical benchmarks demonstrate chemical accuracy across diverse systems and bond lengths; notably, significantly reduced circuit depths are attainable when relaxed error thresholds (e.g., tens of E_h) are permissible. We benchmark the method on hydrogen chains, N_2, O_2, CO, BeH_2, and H_2O, the latter corresponding to an effective 24 qubit calculation.
• Abstract（参考訳）: 基底状態の準備は電子構造に対する量子アルゴリズムの中枢的な応用である。 そこで本研究では,2乗格子接続を有するマシン上での近接通信のみを必要としながら,短期ハードウェアに適した低コストな可変アンサッツである古典型貯水池手法を提案する。 古典的に効率的なハートリー・フォック理論から作られた従来の手法とは異なり、我々のアンザッツは局所化された分子軌道で振る舞い、以前は探索されなかった変分パラメータ空間の領域を研究する。 数値ベンチマークでは、様々な系と結合長の化学精度が示されており、特に、緩和された誤差閾値(例えば、E_hの数十個)が許容できる場合、回路の深さが著しく減少する。 提案手法は, 水素鎖, N_2, O_2, CO, BeH_2, H_2O, および有効24量子ビット計算に対応する。

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