在今日经典计算机与明日量子计算机上可靠评估细胞色素 P450 的电子结构
量子物理
2022-10-12 v1 化学物理
摘要
准确评估量子计算机如何用于化学模拟，尤其是其潜在计算优势，为如何部署这些未来设备提供了重要背景。为可靠地进行此评估，量子资源估计必须与试图回答相关化学问题并界定经典模拟前沿的经典模拟相结合。在此，我们探索评估细胞色素 P450 酶(CYP)电子结构所需的量子与经典资源，从而界定经典-量子优势边界。这通过分析 CYP 催化循环模型中指示多参考特征的自旋能隙的 DMRG+NEVPT2 与耦合簇单双激发加非迭代三重激发(CCSD(T))计算的收敛性来实现。对相同系统，计算了使用量子比特化量子行走进行相位估计所需的量子资源。编译至表面码提供了运行时估计，以直接与 DMRG 运行时比较并评估潜在量子优势。经典与量子资源估计均表明，在足以平衡动态与多组态电子关联的尺度上模拟 CYP 模型有可能成为量子优势问题，并强调了经典模拟与量子算法开发在化学模拟中的重要相互作用。
引用
@article{arxiv.2202.01244,
title = {Reliably assessing the electronic structure of cytochrome P450 on today's classical computers and tomorrow's quantum computers},
author = {Joshua J. Goings and Alec White and Joonho Lee and Christofer S. Tautermann and Matthias Degroote and Craig Gidney and Toru Shiozaki and Ryan Babbush and Nicholas C. Rubin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.01244},
year = {2022}
}