基于适用于多带紧绑模拟的测量方案的变量量子自溶器
1Center for Quantum Information R&D, Korea Institute of Science and Technology Information, Daejeon 34141, Republic of Korea.
我们开发了一种具有成本效益的变量量子自溶解器 (VQE) 方案,用于使用紧密结合理论进行原子模拟. 与现有技术相比,这种方法提高了电子结构计算的计算效率.
科学领域:
- 量子计算
- 计算物理
- 材料科学
背景情况:
- 精确的电子结构计算对于材料科学至关重要.
- 变量量子Eigensolver (VQE) 是一个有前途的量子算法.
- 目前的VQE方法在大型系统的计算效率方面面临挑战.
研究的目的:
- 在原子模拟中提出VQE的成本效益测量方案.
- 提高电子结构计算的VQE的计算效率.
- 为量子设备的紧固结合 (TB) 模拟提供实用指南.
主要方法:
- 构建一个稀疏的TB哈密尔顿式,使用底向上的格子几何.
- 将哈密尔顿数表示为标准基数 (SB) 运算符的线性组合.
- 采用扩展的贝尔测量电路,同时测量多个SB运算符,以减少电路数量.
主要成果:
- 拟议的VQE方案准确地确定金属化物矿超级电池的带隙能量.
- 与基于交换性的保利分组方法相比,该方案显示出更高的计算效率.
- 成功地将VQE应用到三维的原子结构中.
结论:
- 开发的VQE测量方案为原子模拟提供了成本高效的方法.
- 这种方法显著提高了TB模拟的计算效率.
- 这项工作为NISQ设备上的稀疏赫米特矩阵计算提供了实用框架.
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