用于化学态制备的量子电路对环境噪声的误差敏感性
量子物理
2016-07-05 v3 化学物理
摘要
计算分子能量很可能是实现量子霸权的首批有用应用之一，在量子计算机上比经典计算机执行得更快。然而，如果未来的量子设备要产生精确计算，由环境噪声和算法近似引起的误差需要被表征和降低。在本研究中，我们使用高性能 qHiPSTER 软件研究环境噪声对量子化学态制备的影响。我们在环境噪声下模拟了十八个 16-量子位量子电路，每个对应于不同分子或分子构型的酉耦合簇态制备。此外，我们分析了多达 40 个量子位的无噪声电路中简单门误差的性质。我们发现，与 Bravyi-Kitaev (BK) 编码相比，Jordan-Wigner (JW) 编码在噪声环境下产生持续更小的误差。对于 JW 编码，纯退相干噪声被证明比同量级纯弛豫噪声产生明显更小的误差。我们报告了在酉耦合簇态制备方案中，分子能量和电子粒子数随核电荷、键长、电子数、噪声类型和噪声量级变化的误差趋势。这些趋势可能证明有助于为分子能量的量子模拟做出算法和硬件相关的选择。
引用
@article{arxiv.1602.01857,
title = {Error Sensitivity to Environmental Noise in Quantum Circuits for Chemical State Preparation},
author = {Nicolas P. D. Sawaya and Mikhail Smelyanskiy and Jarrod R. McClean and Alán Aspuru-Guzik},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.01857},
year = {2016}
}
备注
18 pages, 14 figures Added references; Added Trotterization tests, minor changes to text