基于变分量子算法的高效电荷守恒激发态准备
量子物理
2024-10-21 v1 分布式、并行与集群计算
高能物理 - 唯象学
化学物理
摘要
确定系统激发态的谱和波函数在量子物理和化学中至关重要。诸如变分量子本征求解器 (VQE) 及其变体等低深度量子算法可用于确定基态能量。然而，当前用于计算激发态的方法需要大量受控单位算子，使得将原始变分量子退化 (VQD) 算法应用于化学或物理中的问题效率不高。本研究引入一种电荷守恒 VQD (CPVQD) 算法，旨在将对称性及其相应守恒电荷纳入 VQD 框架。这导致维度缩减，显著提高了激发态计算的效率。我们present了使用 GPU 加速仿真得出的基准结果，展示了在高能物理、核物理和量子化学中的应用。该工作在 NERSC 的 Perlmutter 系统上完成，利用 NVIDIA 的开源面向加速量子超算平台 - CUDA-Q 实现。
引用
@article{arxiv.2410.14357,
title = {Efficient charge-preserving excited state preparation with variational quantum algorithms},
author = {Zohim Chandani and Kazuki Ikeda and Zhong-Bo Kang and Dmitri E. Kharzeev and Alexander McCaskey and Andrea Palermo and C. R. Ramakrishnan and Pooja Rao and Ranjani G. Sundaram and Kwangmin Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.14357},
year = {2024}
}
备注
20 pages, 6 figures, 1 table