在量子计算机上扩展电子结构计算：基于冻结自然轨道的增量法
量子物理
2021-08-11 v2
摘要
本文引入增量法与冻结自然轨道（MI-FNO）框架，以帮助加速噪声中等规模量子（NISQ）器件在量子化学模拟中的应用。MI-FNO框架为量子化学模拟提供了占据轨道与虚轨道空间的一种系统性约简。由MI-FNO约简所得各增量的关联能随后可由多种算法求解，包括相位估计算法与变分量子本征求解器（VQE）等量子算法。采用幺正耦合簇单双激发VQE框架，使用cc-pVDZ基组获得了小分子（即BeH、CH、NH、HO与HF）的关联能。针对工业中用于-烯烃聚合的受限几何构型（CGC）催化剂估算了量子资源需求。我们表明，相对于全系统模拟，MI-FNO方法显著减少了量子比特需求。我们提出，MI-FNO框架可创建适于评估NISQ器件进展的可扩展量子化学问题实例。
引用
@article{arxiv.2002.07901,
title = {Scaling Up Electronic Structure Calculations on Quantum Computers: The Frozen Natural Orbital Based Method of Increments},
author = {Prakash Verma and Lee Huntington and Marc Coons and Yukio Kawashima and Takeshi Yamazaki and Arman Zaribafiyan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.07901},
year = {2021}
}