用于高阶能量导数的尾随量子线路
量子物理
2022-07-26 v1
摘要
为理解分子的化学性质,研究能量相对于核坐标或外场的导数往往十分重要。已有计算能量导数的量子算法被提出,但针对该背景下特定挑战的工作有限,其中计算更为复杂,且相较于单点能量计算对精度有更严苛的要求。本工作中,我们引入一种技术以提升计算能量导数的变分量子线路的性能。该方法我们称之为尾随(tailgating),是一种自适应过程,依据门相对于哈密顿量导数期望值的梯度来选取门。这些门随后被添加在原本设计用于计算基态或激发态能量的量子线路末端。此方法的一个显著特征是附加的门无需优化:其参数可设为零,并仅出于计算能量导数之目的,通过对线路参数求导数而变化。我们通过建立线路计算准确能量梯度的充分条件来支持该方法的有效性。这是通过能量导数与哈密顿量泰勒近似的本征态之间的联系实现的。我们通过模拟计算氢化铍与水的振动模式(依赖于二阶能量导数的量)来说明尾随方法的优势。
引用
@article{arxiv.2207.11274,
title = {Tailgating quantum circuits for high-order energy derivatives},
author = {Jack Ceroni and Alain Delgado and Soran Jahangiri and Juan Miguel Arrazola},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.11274},
year = {2022}
}
备注
10 pages, 3 figures