量子计算机上周期系统的动量空间酉耦合簇与平移量子子空间展开
量子物理
2021-01-05 v2 材料科学
化学物理
摘要
我们展示了利用变分量子本征求解器（VQE）模拟固态晶体材料。我们将酉耦合簇 ansatz 适配于实空间与动量空间表示下的周期边界条件，并将复杂簇算符直接映射为量子电路 ansatz，以利用由动量守恒带来的激发算符与哈密顿量项数量的减少。为进一步缩减所需量子资源（如 UCCSD 振幅数、电路深度、所需量子比特数及测量电路数），我们研究了针对周期哈密顿量局域表示的平移量子子空间展开方法（TransQSE）。此外，我们还展示了将点群对称性基量子比特缩减方法推广至周期系统。我们比较了随动量空间网格点增加的二聚化氢、氦及氢化锂一维链在一系列几何下的精度与计算代价，并展示了二维与三维氢及氦晶格的 VQE 计算。我们所提出的策略使得近-term 量子硬件能够利用变分量子算法进行固态模拟。
引用
@article{arxiv.2008.08694,
title = {Momentum-Space Unitary Coupled Cluster and Translational Quantum Subspace Expansion for Periodic Systems on Quantum Computers},
author = {David Zsolt Manrique and Irfan T. Khan and Kentaro Yamamoto and Vijja Wichitwechkarn and David Muñoz Ramo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.08694},
year = {2021}
}
备注
10 pages, 5 figures