論文の概要: Sequential optimization for orbital-optimized variational quantum eigensolvers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.16032v1
• Date: Mon, 12 Oct 2026 01:01:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-19 07:59:13.674493
• Title: Sequential optimization for orbital-optimized variational quantum eigensolvers
• Title（参考訳）: 軌道最適化可変量子固有解器の逐次最適化
• Abstract要約: 逐次軌道最適化一元結合クラスタダブルス(SOO-UCCD) 法は、9点エネルギープロファイルから各軌道回転角を決定する。 STO-3GベースでのLiHの状態ベクトルシミュレーションは、SOO-UCCDが結合伸張曲線に沿ってUCCSDレベルの精度を再現することを示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Orbital optimization within the variational quantum eigensolver (VQE) framework is useful for improving active-space quality and accurately capturing electron correlation with shallow quantum circuits. The orbital-optimized unitary coupled cluster (OO-UCC) method [W. Mizukami et al., Phys. Rev. Res. 2, 033421 (2020)], in its original formulation, employs the orbital gradient and Hessian in a Newton--Laphson procedure. In this study, we propose sequential orbital-optimized unitary coupled cluster doubles (SOO-UCCD), extending the gradient-free sequential minimal optimization approach [K. M. Nakanishi et al., Phys. Rev. Res. 2, 043158 (2020)] to orbital rotation parameters. Based on the frequency structure implied by the algebraic properties of the orbital rotation generators, our method determines each orbital rotation angle from a nine-point energy profile. The energy landscape is evaluated by classically transforming the Hamiltonian integrals and contracting them with the reduced density matrices already measured for the VQE energy evaluation. This allows for orbital optimization without evaluating the orbital gradient or Hessian. By building on the core benefits of the OO-UCC framework, our method provides a gradient-free and hyperparameter-free orbital-optimization procedure. State-vector simulations for LiH in the STO-3G basis show that SOO-UCCD reproduces UCCSD-level accuracy along the bond-stretching curve and exhibits macro-iteration convergence comparable to that of L-BFGS-based orbital optimization.
• Abstract（参考訳）: 変動量子固有解法(VQE)フレームワーク内の軌道最適化は、活動空間の品質を改善し、浅い量子回路との電子相関を正確に捉えるのに有用である。 軌道最適化ユニタリ結合クラスター (OO-UCC) 法 (W. Mizukami et al , Phys. Rev. 2, 033421 (2020)) は、元々の定式化において、ニュートン-ラフソン法で軌道勾配とヘシアンを用いる。 本研究では,SOO-UCCD (Sequential orbit-timized Unitary coupled cluster doubles) を提案し,軌道回転パラメータに対する勾配のない逐次最小最適化手法 (K.M. Nakanishi et al , Phys. Rev. Res. 2, 043158 (2020)) を拡張した。 本手法は, 軌道回転発生器の代数的特性によって示唆される周波数構造に基づいて, 9点エネルギープロファイルから各軌道回転角を決定する。 エネルギーランドスケープは、古典的にハミルトン積分を変換し、VQEエネルギー評価のために既に測定されている密度行列を縮小することによって評価される。 これにより、軌道勾配やヘッセン性を評価することなく軌道最適化を行うことができる。 OO-UCCフレームワークの中核となる利点を生かして,勾配のないハイパーパラメータフリー軌道最適化手法を提案する。 STO-3GベースでのLiHの状態ベクトルシミュレーションは、SOO-UCCDが結合伸長曲線に沿ってUCCSDレベルの精度を再現し、L-BFGSベースの軌道最適化と同等のマクロ収差収束を示すことを示している。

関連論文リスト

• Orthogonally Constrained CASSCF Framework: Newton-Raphson Orbital Optimization and Nuclear Gradients [0.0]
  多状態ニュートンアクティブ空間自己設定のためのフレームワークを提案する(Raphson-Ooptimization)。 勾配評価のための解析式を導出する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-01-27T15:23:49Z)
• State-Specific Orbital Optimization for Enhanced Excited-States Calculation on Quantum Computers [4.804393531610761]
  本稿では,近距離量子コンピュータにおける状態固有軌道最適化手法を提案する。 種々の分子上の平均軌道最適化法よりも高い精度が得られることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-10-15T13:39:30Z)
• Application of Langevin Dynamics to Advance the Quantum Natural Gradient Optimization Algorithm [43.21662368414268]
  近年,変分量子回路の最適化のためのQNGアルゴリズムが提案されている。 モメンタムQNGは、変動パラメータ空間における局所的なミニマとプラトーを逃れるのにより効果的である。 強スピンガラス系におけるシェリントン・カークパトリックモデルにおいて、最良の結果が得られる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-03T15:21:16Z)
• 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)
• Quantum Gate Generation in Two-Level Open Quantum Systems by Coherent and Incoherent Photons Found with Gradient Search [77.34726150561087]
  我々は、非コヒーレント光子によって形成される環境を、非コヒーレント制御によるオープン量子系制御の資源とみなす。 我々は、ハミルトニアンにおけるコヒーレント制御と、時間依存デコヒーレンス率を誘導する散逸器における非コヒーレント制御を利用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-28T07:36:02Z)
• 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)
• Orthogonally Constrained Orbital Optimization: assessing changes of optimal orbitals for orthogonal multi-reference states [0.0]
  分子軌道の選択は構成相互作用の計算において決定的である。 このアプローチは4電子ハバードトリマーのエネルギーを忠実に回収するが、状態平均計算では2.5で値が失われる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-15T17:39:39Z)
• NAG-GS: Semi-Implicit, Accelerated and Robust Stochastic Optimizer [45.47667026025716]
  2つの重要な要素に依存した、新しく、堅牢で、加速された反復を提案する。 NAG-GSと呼ばれる手法の収束と安定性は、まず広範に研究されている。 我々は、NAG-arityが、重量減衰を伴う運動量SGDや機械学習モデルのトレーニングのためのAdamWといった最先端の手法と競合していることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-29T16:54:53Z)
• Natural orbitals for the ab initio no-core configuration interaction approach [0.13999481573773068]
  我々は、単一粒子軌道の選択を最適化することにより、所定の基底サイズで得られる精度を向上させることを目指している。 1体密度行列を対角化する自然軌道は、低軌道の占有を最大化する基盤を提供する。 p$シェル中性子ハロ核の基底状態に対する自然軌道を用いたNCCI計算の側面を探求する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-07T22:38:39Z)

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。