論文の概要: Broken-Symmetry Reference States for Sample-Based Quantum Diagonalization with Near-DMRG Accuracy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.04496v1
• Date: Tue, 03 Nov 2026 08:24:25 GMT
• ステータス: 情報取得中
• システム内更新日: 2026-11-04 17:37:16.393096
• Title: Broken-Symmetry Reference States for Sample-Based Quantum Diagonalization with Near-DMRG Accuracy
• Title（参考訳）: 近DMRG精度を有するサンプルベース量子対角化のためのBroken-Symmetry基準状態
• Abstract要約: 我々はqcsc-prefectワークフローを拡張し、非対称なHartree-Fock(BS-UHF)開始点をサポートする。 電子相関の強いSQDエネルギー精度の鍵となる要因は,サブスペースサイズのみではなく,参照状態の調製であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.408492834152754
• License:
• Abstract: Sample-based quantum diagonalization (SQD) accuracy remains limited for strongly correlated systems like iron-sulfur clusters. This accuracy heavily depends on the mean-field reference state, which determines the sampling ansatz and configuration-recovery target. We extend the qcsc-prefect workflow to support a broken-symmetry unrestricted Hartree-Fock (BS-UHF) starting point, derived from atom-localized antiferromagnetic initial guesses. For the $[Fe_4S_4(SCH_3)_4]^{2-}$ cubane (54 electrons, 36 orbitals, 72 data qubits; 88 total qubits), this lowers the mean-field reference by $\approx 534$ mHa relative to the Restricted Hartree-Fock (RHF) solution (-327.0809 vs. -326.5474 Ha). Combined with deep multi-step configuration recovery on ROQUO GPU nodes at subspace dimension $d = 3 \times 10^{10}$, we reach $E = -327.235076$ Ha. This is 4.3 mHa above the finite-$D = 4000$ DMRG value (-327.2393952 Ha) and $\sim 512-517$ mHa below a previous same-active-space RHF-reference SQD calculation. Extrapolating to the $d \to \infty$ limit via a Gaussian-in-log $d$ fitting ansatz gives an asymptotic estimate $E_\infty = -327.244468$ Ha $\pm 1.05$ mHa, just 0.33 mHa above our discarded-weight-extrapolated DMRG estimate ($E_{D\to\infty} = -327.244797$ Ha $\pm 0.46$ mHa), well within their combined $1σ$ uncertainty. We characterize the determinant-subspace composition driving convergence, show matching validation on $[Fe_2S_2(SCH_3)_4]^{2-}$, and report multi-HPC execution on Fugaku, Miyabi-G, and ROQUO. We conclude that reference-state preparation, rather than subspace size alone, is a key driver of SQD energy accuracy under strong electronic correlation.
• Abstract（参考訳）: サンプルベース量子対角化(SQD)の精度は、鉄-硫黄クラスターのような強い相関系に限られている。 この精度は平均場参照状態に大きく依存し、サンプリングアンサッツと構成回復ターゲットを決定する。 我々は、原子局在反強磁性初期推算から導かれる非制限ハートリーフォック(BS-UHF)開始点を支持するためにqcsc-prefectワークフローを拡張した。 Fe_4S_4(SCH_3)_4]^{2-}$ cubane (54電子、36軌道、72データキュービット、88全キュービット) の場合、これは制限ハーツリーフォック (RHF) 溶液 (-327.0809 vs. -326.5474 Ha) に対して、平均場参照を$\approx 534$ mHa で下げる。 ROQUO GPUノードのサブスペース次元$d = 3 \times 10^{10}$での深いマルチステップ構成回復と組み合わせると、$E = -327.235076$Haとなる。 これは、有限の$D = 4000$ DMRG 値 (-327.2393952 Ha) より4.3 mHa であり、以前の同値空間 RHF-参照 SQD 計算よりは$\sim 512-517$ mHa である。 d \to \infty$ limit via a Gaussian-in-log $d$ fit ansatz gives asymsymptotic estimates $E_\infty = -327.244468$ Ha $\pm 1.05$ mHa, just 0.33 mHa, our discarded-weight-extrapolated DMRG estimates$E_{D\to\infty} = -327.244797$ Ha $\pm 0.46$ mHa, and in the combined $1σ$ uncertainty。 本研究では, 行列-部分空間組成の収束を特徴付け, $[Fe_2S_2(SCH_3)_4]^{2-}$上での整合性を示すとともに, 深草, 宮尾, ROQUO上でのマルチHPC実行を報告する。 電子相関の強いSQDエネルギー精度の鍵となる要因は,サブスペースサイズのみではなく,参照状態の調製である,と結論付けた。

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