基于超导量子比特系统中量子虚时间演化的分子能量确定
量子物理
2024-03-21 v1
摘要
作为求解基态问题的有效工具，虚时间演化（ITE）被广泛用于物理与化学模拟。近期提出了若干基于 ITE 的量子对应算法并应用于一些真实系统。我们在超导量子比特系统中实验实现了基于变分的量子虚时间演化（QITE）算法，以模拟氢（H2）与氢化锂（LiH）分子的基态能量。H2 分子直接使用具有酉耦合簇（UCC）拟设的 3 量子比特线路进行模拟。我们还将 QITE 与团簇平均场（CMF）方法结合以获得有效哈密顿量。LiH 分子相应使用具有硬件高效拟设的 3 量子比特线路模拟。作为比较，LiH 分子在平衡点处也使用具有 UCC 拟设的 4 量子比特线路直接模拟。所有实验结果均在 4 次迭代内收敛，并获得了高保真度的基态能量。对于未来更复杂的系统，CMF 可允许进一步分组相互作用以获得有效哈密顿量，进而混合 QITE 算法有可能用更少量子比特模拟相对大规模的系统。
引用
@article{arxiv.2303.01098,
title = {Determination of Molecular Energies via Quantum Imaginary Time Evolution in a Superconducting Qubit System},
author = {Zhiwen Zong and Sainan Huai and Tianqi Cai and Wenyan Jin and Ze Zhan and Zhenxing Zhang and Kunliang Bu and Liyang Sui and Ying Fei and Yicong Zheng and Shengyu Zhang and Jianlan Wu and Yi Yin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.01098},
year = {2024}
}
备注
11 pages, 5 figures