論文の概要: Auger Spectroscopy via Generative Quantum Eigensolver: A Quantum Approach to Molecular Excitations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.12859v1
• Date: Fri, 13 Mar 2026 10:03:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-16 17:38:12.040968
• Title: Auger Spectroscopy via Generative Quantum Eigensolver: A Quantum Approach to Molecular Excitations
• Title（参考訳）: 生成量子固有溶媒によるオージェ分光:分子励起への量子的アプローチ
• Authors: Kimberlee Keithley, Shunsuke Yamamoto, Ryota Kenmoku, Ikko Hamamura, Kouhei Nakaji, Shu Kanno, Takao Kobayashi, Qi Gao, Shumpei Uno, Kohei Oshio, Naoki Watanabe, Takeshi Sato, Naoki Yamamoto, Shunya Minami, Yohichi Suzuki, Yuma Nakamura, Jorge A. Campos-Gonzalez-Angulo, Mohammad Ghazi Vakili, Alan Aspuru-Guzik,
• Abstract要約: オージェスペクトルを計算するためのハイブリッド量子古典ワークフローを提案する。 STO-3G ベースセットを用いて水のオージェスペクトルを計算することにより,我々のワークフローの有効性を実証する。 また、水に対して、GQEの変分量子固有溶媒を置換することで、ほぼ同一のスペクトルが得られることも見いだした。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7849121730040032
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Auger electron spectroscopy, a way of characterizing electronic structure through core-level decay processes, is widely used in materials characterization; however direct calculation from molecular geometry requires accurate treatment of many excited states, posing a challenge for classical methods. We present a hybrid quantum-classical workflow for calculating Auger spectra that combines the generative quantum eigensolver (GQE) for ground-state preparation, the quantum self-consistent equation-of-motion method for excited-state calculations, and the one-centre approximation for Auger transition rates. GQE uses a GPT-2 model to generate quantum circuits for ground-state optimization, allowing our workflow to benefit from HPC parallelization and GPU-acceleration for favourable scaling with system size. We demonstrate the validity of our workflow by calculating the Auger spectrum of water with the STO-3G basis set and demonstrating qualitative and quantitative agreement with spectra obtained using completely classical full configuration interaction calculations, from the computational literature, and from the experimental literature. We also find that for water, substituting the variational quantum eigensolver (VQE) for GQE results in near-identical spectra, but that the ground state estimator generated by GQE contains about half the total gate count as that generated by VQE.
• Abstract（参考訳）: オーガー電子分光法(Auger electron spectroscopy)は、電子構造をコアレベルの崩壊過程を通じて特徴づける手法であるが、分子幾何学からの直接計算には多くの励起状態の正確な処理が必要であり、古典的な手法の課題となっている。 本稿では, 基底状態計算のための生成量子固有解器(GQE)と, 励起状態計算のための量子自己整合方程式, オージェ遷移率の1セント近似を組み合わせたオージェスペクトル計算用ハイブリッド量子古典ワークフローを提案する。 GQEは、GPT-2モデルを使用して、基底状態最適化のための量子回路を生成する。 本研究では,STO-3Gに基づく水のオージェスペクトルを計算し,完全に古典的な完全構成相互作用計算を用いて得られたスペクトルと定性的かつ定量的な一致を計算文献および実験文献から示すことにより,ワークフローの有効性を示す。 また、水の場合、GQEの変分量子固有解器(VQE)を置換すると、ほぼ同一のスペクトルが得られるが、GQEが生成する基底状態推定器は、VQEが生成する全ゲート数の約半分を含む。

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