論文の概要: Compactifying the Electronic Wavefunction II: Quantum Estimators for Spin-Coupled Generalized Valence Bond Wavefunctions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.12045v1
• Date: Thu, 12 Mar 2026 15:20:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-13 14:46:26.175465
• Title: Compactifying the Electronic Wavefunction II: Quantum Estimators for Spin-Coupled Generalized Valence Bond Wavefunctions
• Title（参考訳）: 電子波動関数のコンパクト化 II:スピン結合型一般化原子価結合波動関数の量子推定器
• Authors: Bruna Gabrielly,
• Abstract要約: 本稿では、波動関数における重なりとハミルトン行列要素を評価するための測定駆動量子フレームワークを提案する。 必要な量をパウリ弦作用素の真空期待値として再構成する。 量子回路エミュレーションを用いた四角形および長方形のH4の枠組みを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: We present a measurement-driven quantum framework for evaluating overlap and Hamiltonian matrix elements in spin-coupled generalized valence bond (SCGVB) wavefunctions. The approach targets a central difficulty of nonorthogonal valence-bond methods: estimating matrix elements between distinct, generally nonorthogonal configuration state functions. Rather than preparing the full wavefunction on quantum hardware, we reformulate the required quantities as vacuum expectation values of Pauli-string operators that can be accessed using shallow, ancilla-free circuits composed of local Clifford rotations and computational-basis measurements. In contrast to Hadamard-test-based matrix-element estimation, this construction avoids ancilla qubits and controlled operations by reducing the problem to local Pauli measurements. This separates the algebraic construction of the SCGVB problem from the measurement task executed on the quantum register and yields a low-depth strategy compatible with near-term architectures. We demonstrate the framework on square and rectangular H4 using quantum-circuit emulation, where the resulting overlap and Hamiltonian matrices reproduce classical Lowdin-based references with good accuracy across the geometries considered, and where derived Coulson-Chirgwin weights remain chemically consistent. These results support the feasibility of measurement-based quantum assistance for nonorthogonal SCGVB expansions and provide a practical route for incorporating quantum measurements into valence-bond electronic-structure workflows.
• Abstract（参考訳）: 本稿ではスピン結合型一般化原子価結合(SCGVB)波動関数における重なりとハミルトン行列要素を評価するための測定駆動量子フレームワークを提案する。 このアプローチは非直交価結合法の中心的困難を目標とし、異なる、一般に非直交的な状態関数の間の行列要素を推定する。 量子ハードウェア上での完全な波動関数を準備するのではなく、局所的なクリフォード回転と計算基底測定からなる浅いアンシラ自由回路を用いてアクセス可能なポーリ弦演算子の真空期待値として、必要な量を再構成する。 アダマールテストに基づく行列要素推定とは対照的に、この構造は、問題を局所的なパウリ測定に還元することで、アンシラ量子ビットや制御操作を避ける。 これにより、SCGVB問題の代数的構成は、量子レジスタ上で実行される測定タスクから切り離され、短期的なアーキテクチャと互換性のある低深度戦略が得られる。 量子回路エミュレーション(quantum-circuit emulation)を用いて、矩形および矩形H4上のフレームワークを実証し、結果として生じる重なりとハミルトン行列は、考慮された測地線全体にわたって優れた精度で古典的なローディンベースの参照を再現し、導出したクールソン・チルグウィン重みが化学的に一貫したままであることを示した。 これらの結果は、非直交SCGVB拡張のための測定に基づく量子アシストの実現性をサポートし、量子測定を価結合電子構造ワークフローに組み込むための実用的な方法を提供する。

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