論文の概要: Radical-Fragment Many-Body Expansion for Linear Alkane Quantum Chemistry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.31117v2
- Date: Wed, 08 Jul 2026 19:05:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-10 16:54:55.137721
- Title: Radical-Fragment Many-Body Expansion for Linear Alkane Quantum Chemistry
- Title（参考訳）: リニアアルカン量子化学のためのラジカルフラグメント多体膨張
- Abstract要約: 線形アルカンの量子化学のための2体レベル(MBE2)にラジカルフラグメント多体展開を導入する。
MBE2分解は、C26H54(368から30キュービット)の12.3倍の量子ビットの減少と、対称性によるユニークな計算の12.8倍の減少を達成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.20999222360659608
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce a radical-fragment many-body expansion at the two-body level (MBE2) for quantum chemistry of linear alkanes. Instead of heterolytic bond cleavage with hydrogen capping atoms and electrostatic embedding like in Fragment Molecular Orbital (FMO), we perform homolytic C-C bond cleavage to produce open-shell radical fragments (CH3, CH2) treated with restricted open-shell Hartree-Fock (ROHF) in isolation. The two-body MBE2 assembly formula reconstructs total alkane energies from only four unique fragment calculations regardless of chain length, reducing the maximum qubit requirement. We benchmark this framework against five energy solvers (RHF, CCSD, VQE, ADAPT-VQE, and SQD) across 11 linear alkanes from butane (C4H10) to hexacosane (C26H54). The MBE2 decomposition achieves a 12.3x qubit reduction for C26H54 (from 368 to 30 qubits) and a 12.8x reduction in unique calculations via symmetry exploitation. MBE2-VQE and MBE2-SQD (executed on IBM quantum hardware) closely track their respective classical MBE2 references, demonstrating that fragmentation-based quantum chemistry is viable for scaling quantum solvers to large molecular systems.
- Abstract（参考訳）: 線形アルカンの量子化学のための2体レベル(MBE2)にラジカルフラグメント多体展開を導入する。
FMO(Fragment Molecular Orbital)のような水素キャッピング原子による異方性結合切断や静電埋め込みの代わりに、ホモリシスC-C結合切断を行い、制限されたオープンシェルハートリーフォック(ROHF)で処理されたオープンシェルラジカルフラグメント(CH3,CH2)を生成する。
2体式MBE2は、鎖長に関わらず4つの特異な断片計算から全アルカンエネルギーを再構成し、最大量子ビット要求を低減した。
本研究では, ブタン (C4H10) からヘキサコサン (C26H54) までの11個のリニアアルカンに対して, 5つのエネルギー解法 (RHF, CCSD, VQE, ADAPT-VQE, SQD) をベンチマークした。
MBE2分解は、C26H54(368から30キュービット)の12.3倍の量子ビットの減少と、対称性によるユニークな計算の12.8倍の減少を達成する。
MBE2-VQEとMBE2-SQD(IBM量子ハードウェア上で実行される)はそれぞれの古典的なMBE2参照を密に追跡し、断片化に基づく量子化学が量子ソルバを大規模分子系に拡張するのに有効であることを示した。
関連論文リスト
- Simulation of exchange coupling effects in double quantum dot FinFET-like structures [43.64338380623755]
我々は,GPU加速型シュルディンガー・ポアソン分解器を用いて,ホールスピンダブルキュービットデバイスにおける交換結合を特徴付ける。
本研究のシミュレーション・フレームワークは, 興味のある装置の静電磁気特性を再現できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-07-09T13:08:37Z) - Crossing the 12,000-atom barrier with heterogeneous quantum-classical supercomputing: quantum chemistry of protein-ligand complexes [2.0403796650328854]
Ab initio波動関数法は正確な分子シミュレーションを提供するが、その計算スケーリングは小さな系への応用を制限する。
我々は、分子を断片に分解するために量子埋め込みを組み合わせたワークフローを、断片をシミュレートするヘテロジニアス量子古典(HQC)法で開発する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-05-01T22:30:56Z) - Quantum Field Approaches to Chemical Systems [42.13843953705695]
量子場理論(QFT)は真空中および空洞や溶媒のような環境下での分子の共有結合および非共有結合相互作用にアプローチする。
QFTは、新しい化学理論と洞察のための豊富な遊び場を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-03-18T10:36:29Z) - Quantum Scattering of Fullerene 12C60 with Rare Gas Atoms and its selection rules for rotational quenching [37.20818475839222]
100Kの温度で40Ar原子の緩衝ガスと相互作用する12C60分子の摂動量子記述を示す。
衝突力学におけるイコサヘド対称性の役割が強調され、特異な選択規則が導かれる。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-03-02T16:35:01Z) - Fragmentation of Virtual Orbitals for Quantum Computing: Reducing Qubit Requirements through Many-Body Expansion [0.0]
本研究は、量子ビット要求を40～66%削減する体系的なアプローチである仮想軌道フラグメンテーション(FVO)法を紹介する。
この方法は、仮想軌道空間を化学的に直感的な断片に分割し、多体展開技術を用いる。
階層的なQ-EFMO-FVOアプローチは、完全な計算と比較して96-100%の精度を達成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-10-23T19:22:59Z) - Sridhara-Compressed VQE Accelerates Molecular Energy Ranking of Polyaromatic Hydrocarbons [0.0]
変分量子解法(VQE)は,VQEシミュレーションを10倍に高速化しながら,基底状態エネルギーによる分子の選別を可能にすることを示す。
VQEは幅広い用途を持ち、大規模な量子処理ユニットの回路サイズと量子ノイズ制限を克服する新しいツールを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-16T23:28:28Z) - Engineering interaction potentials for stabilizing quantum quasicrystal phases [39.58317527488534]
2次元の八角形, 対角形, 対角形, 対角形の非周期相は, 安定化のために, 正確に調整された特徴的長さ尺度の明確な数を必要とすることを示す。
また、得られた準結晶パターンの構造解析を行い、これらの相が有限超流動分数と共存していることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-19T15:59:11Z) - Niobium coaxial cavities with internal quality factors exceeding 1.5 billion for circuit quantum electrodynamics [37.74682733310708]
ニオブやタンタルのようなグループV材料は、回路量子電磁力学(cQED)プラットフォームの性能を拡大するための一般的な選択肢となっている。
ニオブの複雑な表面化学は、ミリケルビン温度と単光子パワーにおいてデコヒーレンスの主要なモードの同定を困難にする。
我々はニオブ同軸四面体キャビティを用いて、エッチング化学、大気暴露の長期化、特に水酸化ニオブの進化前後の空洞条件が単一光子コヒーレンスに与える影響を調べた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-01T05:07:10Z) - Size-consistency and orbital-invariance issues revealed by VQE-UCCSD calculations with the FMO scheme [0.0]
フラグメント分子軌道 (FMO) スキームは、フラグメント化に基づく一般的な手法の1つである。
我々は、FMO計算の電子相関部分を実行するために、GPU加速量子シミュレータ(cuQuantum)を使用した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-28T02:16:14Z) - Modeling Non-Covalent Interatomic Interactions on a Photonic Quantum
Computer [50.24983453990065]
我々は、cQDOモデルがフォトニック量子コンピュータ上でのシミュレーションに自然に役立っていることを示す。
我々は、XanaduのStrawberry Fieldsフォトニクスライブラリを利用して、二原子系の結合エネルギー曲線を計算する。
興味深いことに、2つの結合したボソニックQDOは安定な結合を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-14T14:44:12Z) - 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) - Accelerating Quantum Computations of Chemistry Through Regularized Compressed Double Factorization [0.0]
分子ハミルトニアンの圧縮表現を計算するための正規化圧縮二重分解法(RC-DF)を提案する。
すでに12から20キュービットの小型システムでは、NISQ測定方式が測定基地数を減少させることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-15T16:42:07Z) - Discontinuous Galerkin method with Voronoi partitioning for Quantum
Simulation of Chemistry [1.5301252700705212]
我々は不連続なガレルキン法を任意の幾何学の分子および結晶系に適用するように拡張する。
本研究では, 水素鎖を用いた準1D, 2D, 3Dパーティション, H$_4$, CH$_4$を用いて, 平均場, 相関レベルでの性能について検討した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-31T21:45:53Z)
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。