面向化学精度的浅层量子电路：一种基于Clifford的哈密顿量工程方法
量子物理
2024-01-09 v3 化学物理
摘要
利用浅层量子电路实现化学精度是量子计算化学中的一个重大挑战，特别是对于近期量子设备而言。在这项工作中，我们提出了一种基于Clifford的哈密顿量工程算法，即CHEM，它解决了电路深度与精度之间的权衡问题。基于变分量子本征求解器和硬件高效拟设，我们的方法设计了基于Clifford的哈密顿量变换，该变换(1)确保可以生成一组对应于Hartree--Fock能量的初始电路参数，(2)有效地最大化关于电路参数的初始能量梯度，(3)对经典处理带来可忽略的开销且不需要额外的量子资源，(4)与任何电路拓扑兼容。我们使用量子硬件模拟器证明了我们方法的有效性，在少于30个双量子比特门的情况下，对多达12个量子比特的系统实现了化学精度。我们基于Clifford的哈密顿量工程方法为近期量子设备上的实用量子计算化学提供了一条有前景的途径。
引用
@article{arxiv.2306.12053,
title = {Towards chemical accuracy with shallow quantum circuits: A Clifford-based Hamiltonian engineering approach},
author = {Jiace Sun and Lixue Cheng and Weitang Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.12053},
year = {2024}
}
备注
14 pages, 6 figures. SI is included