在D-Wave量子退火器上通过直接对角化求解电子结构
量子物理
2021-01-29 v1
摘要
量子化学被认为是最早被量子计算革命的学科之一。尽管实用规模的通用量子计算机可能还需数年，但目前正通过各种途径在近期基于门的量子计算机和量子退火器上发展相应的算法与软件基础以解决量子化学问题。本工作实现了通用的量子退火器本征求解器(QAE)算法，在D-Wave 2000Q量子退火器上求解分子电子哈密顿量的本征值-本征矢问题。该方法基于矩阵表述，利用基于2的幂编码方案高效使用量子比特资源，并且是硬件主导的，仅依赖一个经典优化参数。我们展示了利用D-Wave硬件在多种小型分子体系上获取基态与电子激发态。该方法可被当前常规量子化学软件包中实现的绝大多数电子结构方法所采用。本工作结果将鼓励进一步开发如qbsolv之类的软件，其在新兴量子信息处理硬件中具有广阔应用前景，并能解决经典计算机难以处理的大型复杂优化问题。
引用
@article{arxiv.2009.01373,
title = {Electronic structure with direct diagonalization on a D-Wave quantum annealer},
author = {Alexander Teplukhin and Brian K. Kendrick and Sergei Tretiak and Pavel A. Dub},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.01373},
year = {2021}
}