量子化学模拟中 Trotter-Suzuki 误差的化学基础
量子物理
2015-03-05 v2 化学物理
摘要
尽管量子化学模拟是量子计算最受期待的应用之一，但已知算法复杂度的上界缩放令人望而生畏。先前的工作已根据误差算符的范数对 Trotter 化产生的误差进行了界定，并分析了其随自旋轨道数量的缩放关系。然而，我们发现对于某些分子，这些误差界限可能宽松高达 16 个数量级。此外，小系统的数值结果未能揭示基态误差与自旋轨道数量之间存在任何明确的相关性。我们转而认为，化学性质（如分子中的最大核电荷和轨道填充率）对于确定量子模拟的成本具有决定性作用。我们的分析激发了多种策略，即利用经典处理进一步减小所需的 Trotter 步长并估计必要的步数，而无需额外的量子资源。最后，我们展示了改进的态制备技术方法，其在渐近意义上优于模拟文献中提出的方案。
引用
@article{arxiv.1410.8159,
title = {Chemical Basis of Trotter-Suzuki Errors in Quantum Chemistry Simulation},
author = {Ryan Babbush and Jarrod McClean and Dave Wecker and Alán Aspuru-Guzik and Nathan Wiebe},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.8159},
year = {2015}
}
备注
18 pages, 11 figures