近-term量子计算机上量子化学的精度与资源估计
量子物理
2019-09-12 v2 化学物理
摘要
化学反应的研究与预测是分子量子化学最重要的应用领域之一。大规模、完全容错的量子计算机可以指数级少于经典计算机的计算代价，为底层电子结构问题提供精确或近精确解，从而实现对较大分子体系的高精度预测。然而在较近的未来，只有受退相干影响、量子比特数有限的“噪声”设备可用。对于此类近-term量子计算机，混合量子-经典变分量子本征求解器算法结合酉耦合簇拟设（UCCSD-VQE）已成为一种被深入讨论的方法，有望在容错量子计算到来之前提供准确结果。本工作中我们实现了UCCSD-VQE，首次可处理开壳层与闭壳层分子。我们通过与（非酉）耦合簇和密度泛函理论等成熟电子结构方法比较，研究了所获能量对九个小型分子体系及四个示例化学反应的精度。最后，我们粗略估计了为实际目的获得“有用”结果所需的量子硬件资源。
引用
@article{arxiv.1812.06814,
title = {Accuracy and Resource Estimations for Quantum Chemistry on a Near-term Quantum Computer},
author = {Michael Kühn and Sebastian Zanker and Peter Deglmann and Michael Marthaler and Horst Weiß},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.06814},
year = {2019}
}
备注
26 pages, 15 figures