量子设备上电子薛定谔方程的可验证精确解
量子物理
2023-03-03 v1 经典物理
计算物理
摘要
量子计算机有潜力对经典分子计算实现指数级加速。然而，现有算法存在局限；量子相位估计（QPE）算法在当前硬件上不可行，而变分量子本征求解器（VQE）依赖于无收敛保证的近似波函数。在本文中，我们提出一种可产出多电子薛定谔方程可验证精确解的算法。我们不直接求解薛定谔方程，而是求解其对除两个电子外所有电子的收缩，即收缩薛定谔方程（CSE）。CSE生成精确的波函数拟设，由基于两体的非酉变换乘积构造，随分子尺寸多项式缩放，从而在理想量子设备上为经典分子电子结构计算提供潜在的指数加速。我们在量子模拟器和含噪量子计算机上演示了该算法，应用于H₂解离和H₄中矩形到正方形的转变。CSE量子算法作为一种收缩量子本征求解器（CQE），朝在量子设备上实现可验证准确且可扩展的分子模拟迈出了重要一步。
引用
@article{arxiv.2303.00758,
title = {Verifiably Exact Solution of the Electronic Schr\"odinger Equation on Quantum Devices},
author = {Scott E. Smart and David A. Mazziotti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.00758},
year = {2023}
}