基于网格的 Pyrazine 光动力学量子资源评估

我们建立并分析了用于计算光激发 Pyrazine 吸收光谱和人口动力学的端到端容错量子算法的性能和资源要求。量子电路构建包括使用均匀受控旋转进行初始状态准备、基于网格方法的 Split Operator Quantum Fourier Transform（SO-QFT）进行时变哈密顿量演化，以及包括统计相位估计和标准相位估计的高效测量。我们使用经典仿真来验证完成该任务所需的量子资源，并提出了用于量子比特数和门深度计算的通用公式。对 Pyrazine 在低维抽象下的振动-电子动力学仿真需要 17 比特的电路，门深度为 $\mathcal{O}(10^5)$，而对 Pyrazine 在 24 个模态下的完整维度仿真则至少需要 97 比特的电路，门深度为 $\mathcal{O}(10^6)$。我们的工作为理解基于高维波包的量子模拟光致动力学和振动-电子谱提供了基础框架，为在容错量子计算机上模拟更大分子系统铺平了道路。