論文名 | Adiabatic state preparation of correlated wave functions with nonlinear scheduling functions and broken-symmetry wave functions |
記事種別等 | Article |
著者名 | |
著者名(別言語) | 杉崎, 研司 / 豊田, 和男 / 佐藤, 和信 / 塩見, 大輔 / 工位, 武治 |
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抄録・内容(日) | 研究チームは、量子コンピュータ上で原子・分子の波動関数の精度を向上させることができる断熱状態生成法(adiabatic state preparation, ASP法)の実用的な計算条件を、初めて明らかにしました。ASP法は、複雑な電子構造を持つ分子の量子化学計算を量子コンピュータ上で効率的に行うための有力手法の1つであると考えられていましたが、具体的な計算条件がほとんど調べられておらず、実用的な手段とは言えない状況でした。ASP法の実用的計算条件を初めて明らかにした本研究成果は、量子コンピュータによる量子化学計算を実際の化学研究に役立てるための大きな一歩と言えます。 |
抄録・内容(英) | Adiabatic state preparation (ASP) can generate the correlated wave function by simulating the time evolution of wave function under the time-dependent Hamiltonian that interpolates the Fock operator and the full electronic Hamiltonian. However, ASP is inherently unsuitable for studying strongly correlated systems, and furthermore practical computational conditions for ASP are unknown. In quest for the suitable computational conditions for practical applications of ASP, we performed numerical simulations of ASP in the potential energy curves of N_2, BeH_2, and in the C_2v quasi-reaction pathway of the Be atom insertion to the H_2 molecule, examining the effect of nonlinear scheduling functions and the ASP with broken-symmetry wave functions with the S^2 operator as the penalty term, contributing to practical applications of quantum computing to quantum chemistry. Eventually, computational guidelines to generate the correlated wave functions having the square overlap with the complete-active space self-consistent field wave function close to unity are discussed. |
備考 | This work was supported by JST PRESTO "Quantum Software" project (Grant No. JPMJPR1914), Japan, and KAKENHI Scientific Research C (Grant No. 18K03465 and 21K03407) from JSPS, Japan. |
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言語 | eng |
ページ開始 | 84 |
キーワード(日) | |
キーワード(英) | |
著者版フラグ | publisher |
著者所属(英) | Osaka City University, JST PRESTO, TCG Centres for Research and Education in Science and Technology / Osaka City University / Osaka City University / Osaka City University / Osaka City University |
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収録物名 | |
巻 | |
刊行年月 | 2022-07-25 |
出版社 | Nature |
ISSN | 2399-3669 |
資料種別 | |
資料種別(英語) | Journal Article |
DOI | https://doi.org/10.1038/s42004-022-00701-8 |
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