論文の概要: Mitigating Errors in Variational Quantum Eigensolver Calculations through Extended Random Phase Approximation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.38904v1
• Date: Wed, 28 Oct 2026 20:59:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-11-03 08:19:31.545187
• Title: Mitigating Errors in Variational Quantum Eigensolver Calculations through Extended Random Phase Approximation
• Title（参考訳）: 拡張ランダム位相近似による変分量子固有解法計算における誤差の緩和
• Abstract要約: 拡張ランダム位相近似(ERPA)に基づく新しい誤り軽減戦略を導入する。 量子部分空間展開とは異なり、このアプローチは1粒子と2粒子のRDMしか必要としない。 本研究は,ERPAを信頼性の高い量子古典電子構造計算への有望かつ測定効率の高い経路として確立した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 34.26621476713722
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum hardware noise remains a major obstacle to accurate molecular simulations using the variational quantum eigensolver (VQE). We introduce a novel error-mitigation strategy based on the extended random phase approximation (ERPA), which reconstructs the two-particle reduced density matrix (2-RDM) from approximate transition density matrices, effectively filtering errors in quantum measurements. Unlike quantum subspace expansion, the approach requires only the one- and two-particle RDMs. Since ERPA preserves the input 1-RDM, we further propose a hybrid quantum-classical scheme employing an inexpensive density matrix renormalization group (DMRG) calculation to provide a noise-free approximation to this quantity. Benchmarks on water double-bond stretching and cyclobutadiene automerization, performed on IBM quantum hardware, demonstrate reductions in energy errors by orders of magnitude. Combined with multireference adiabatic connection (AC0) corrections, the approach additionally recovers dynamical correlation beyond the active space, yielding accurate molecular potential energy curves and reaction barriers. Our results establish ERPA as a promising, measurement-efficient route toward reliable quantum-classical electronic structure calculations.
• Abstract（参考訳）: 量子ハードウェアノイズは、変分量子固有解器(VQE)を用いた正確な分子シミュレーションの主要な障害である。 本稿では, 2粒子還元密度行列 (2-RDM) を近似遷移密度行列から再構成し, 量子測定における誤差を効果的にフィルタリングする, 拡張ランダム位相近似 (ERPA) に基づく新しい誤差緩和戦略を提案する。 量子部分空間展開とは異なり、このアプローチは1粒子と2粒子のRDMしか必要としない。 ERPAは入力1-RDMを保存するため,より安価な密度行列再正規化群(DMRG)計算を用いたハイブリッド量子古典スキームを提案する。 IBM量子ハードウェア上で実行される水二重結合ストレッチとシクロブタジエンの自己量化に関するベンチマークは、桁違いのエネルギーエラーの減少を実証している。 多重参照断熱接続(AC0)補正と組み合わせることで、活性空間を超えて動的相関を回復し、正確な分子ポテンシャルエネルギー曲線と反応障壁が得られる。 本研究は,ERPAを信頼性の高い量子古典電子構造計算への有望かつ測定効率の高い経路として確立した。

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