量子退火本征求解器作为 NISQ 时代探索量子化学中强相关效应的工具
化学物理
2025-09-10 v5 原子物理
量子物理
摘要
量子-经典混合变分量子本征求解器 (VQE) 算法是 NISQ 时代量子化学研究中最受欢迎的方法。我们考虑将在未被充分探索的量子退火本征求解器 (QAE) 算法作为值得的替代方案。我们结合对强相关效应主导的系统的数值计算，以及从 QAE 和 VQE 的初步规模分析中得出的结论，论证 QAE 作为 NISQ 时代的竞争者来取代 VQE 用于量子化学。对于前者，我们选取计算 H4 分子在矩形几何构型中避免交叉点的例子，演示在 D-Wave Advantage 系统 4.1 硬件上，我们的结果与完全配置相互作用值相差约 1.2%。我们对影响结果的 shot 数、退火时间以及拉格朗日乘子选择的效应进行分析。根据我们的numerical结果，我们对 QAE 和 VQE 两种算法的规模行为进行详细而初步的分析。我们分析两者涉及的非重复成本和重复成本，得出它们的净规模行为。
引用
@article{arxiv.2412.20464,
title = {Quantum annealing eigensolver as a NISQ era tool for probing strong correlation effects in quantum chemistry},
author = {Aashna Anil Zade and Kenji Sugisaki and Matthias Werner and Ana Palacios and Jordi Riu and Jan Nogue and Artur Garcia-Saez and Arnau Riera and V. S. Prasannaa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.20464},
year = {2025}
}
备注
Added details on scaling analysis for QAE and VQE