利用囚禁离子量子模拟凝聚相化学动力学以寻求量子优势

模拟凝聚相中分子的量子动力学是化学中一个长期存在的挑战。囚禁离子量子系统可作为模拟超越当前经典-数字模拟能力的化学动力学的模拟量子模拟平台。为确定这些模拟的“量子优势”，需要对噪声硬件上的模拟量子模拟与经典-数字算法进行性能分析。在本综述中，我们将一个噪声模拟囚禁离子模拟器与几种精选的经典-数字方法在模拟具有线性振动电子耦合的模型分子哈密顿量动力学方面进行比较。我们描述了几种常用于建模分子系统的简单哈密顿量，其可用现有或新兴的囚禁离子硬件进行模拟。这些哈密顿量可作为通向使用囚禁离子模拟器处理超越经典-数字方法能力系统的垫脚石。最后，我们确定了经典-数字模拟相比模拟量子模拟性能似乎最弱的动力学区间。这些区间可能提供了利用潜在量子优势的最易入手的途径。