轨道优化变分量子本征求解器能量二阶导数的解析表述：在极化率中的应用
化学物理
2023-04-19 v2 量子物理
摘要
我们开发了一种量子-经典混合算法，用于计算轨道优化变分量子本征求解器（OO-VQE）能量的解析二阶导数；OO-VQE 是一种利用近 term 量子计算机与经典计算机计算给定分子哈密顿量本征能量的方法。我们证明，该求导算法所需的所有量均可作为标准量子期望值在量子计算机上求值，且无需使用任何辅助量子比特。我们通过计算水分子极化率（即能量对电场的二阶导数）的量子线路数值模拟验证了我们的公式。此外，作为潜在工业应用的测试，我们计算了噻吩与呋喃分子的极化率与折射率。我们最后分析了所提解析导数估计的极化率相对于有限差分所得数值导数的误差标度。数值计算表明，为达到相同固定精度，我们的解析导数比数值导数所需量子计算机上的测量（运行）次数更少。
引用
@article{arxiv.2211.03343,
title = {Analytical formulation of the second-order derivative of energy for orbital-optimized variational quantum eigensolver: application to polarizability},
author = {Yuya O. Nakagawa and Jiabao Chen and Shotaro Sudo and Yu-ya Ohnishi and Wataru Mizukami},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.03343},
year = {2023}
}
备注
37 + 5 pages, almost published version