在离子阱量子计算机上估算静电相互作用能
量子物理
2024-03-29 v1
摘要
我们首次在离子阱量子计算机上实现了静电相互作用能的硬件计算。作为计算测试系统，我们重点关注一氧化氮还原酶催化的还原为的过程。量子计算机用于在NOR活性空间内生成近似基态。为了高效测量所需的单粒子密度矩阵，我们将费米子基旋转纳入量子电路中而不增加电路长度，为利用因子分解的进一步高效测量程序奠定了基础。然后，计算基上的测量结果被用作在经典计算机上计算静电相互作用能的输入。我们的实验结果与相同电路的经典无噪声模拟高度一致，尽管存在硬件噪声，但静电相互作用能仍达到了化学精度。这项工作表明，针对特定感兴趣可观测量（如相互作用能）定制的算法，可能比在直接超分子方法中单独计算基态能量所需的量子资源显著更少。
引用
@article{arxiv.2312.14739,
title = {Estimation of electrostatic interaction energies on a trapped-ion quantum computer},
author = {Pauline J. Ollitrault and Matthias Loipersberger and Robert M. Parrish and Alexander Erhard and Christine Maier and Christian Sommer and Juris Ulmanis and Thomas Monz and Christian Gogolin and Christofer S. Tautermann and Gian-Luca R. Anselmetti and Matthias Degroote and Nikolaj Moll and Raffaele Santagati and Michael Streif},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.14739},
year = {2024}
}