Differenciálható mátrix szorzatállapotok variációs kvantumszámítási kémia szimulálásához

Differenciálható mátrix szorzatállapotok variációs kvantumszámítási kémia szimulálásához

Időbélyeg: 4. december 2023. 7:08
Forrás csomópont: 2416097

Chu Guo1, Yi Fan2, Zhiqian Xu3és Honghui Shang4

1Henan Key Laboratory of Quantum Information and Cryptography, Zhengzhou, Henan 450000, Kína
2Hefei Nemzeti Fizikai Tudományok Laboratóriuma a Mikroskálán, Kínai Tudományos és Technológiai Egyetem, Hefei, Anhui 230026, Kína
3Számítástechnikai Intézet, Kínai Tudományos Akadémia, Peking
4Precíziós és Intelligens Kémiai Kulcslaboratórium, Kínai Tudományos és Technológiai Egyetem, Hefei, Anhui 230026, Kína

Érdekesnek találja ezt a cikket, vagy szeretne megvitatni? Scite vagy hagyjon megjegyzést a SciRate-en.

Absztrakt

Úgy gondolják, hogy a kvantumszámítás a végső megoldás a kvantumkémiai problémákra. A nagyméretű, teljesen hibatűrő kvantumszámítógépek megjelenése előtt a variációs kvantummegoldó (VQE) egy ígéretes heurisztikus kvantum-algoritmus a valós világ kvantumkémiai problémáinak megoldására rövid távú zajos kvantumszámítógépeken. Itt egy nagymértékben párhuzamosítható klasszikus szimulátort javasolunk VQE-hez, amely a kvantumállapot mátrixszorzatának ábrázolásán alapul, amely jelentősen kiterjeszti a meglévő szimulátorok szimulációs tartományát. Szimulátorunk zökkenőmentesen integrálja a kvantumáramkör evolúcióját a klasszikus auto-differenciációs keretrendszerbe, így a gradiensek a klasszikus mélyneurális hálózathoz hasonlóan hatékonyan, a variációs paraméterek számától független skálázással számíthatók ki. Alkalmazásként szimulátorunkkal általánosan használt kis molekulákat, például HF-et, HCl-t, LiH-t és H$_2$O-t, valamint nagyobb molekulákat CO$_2$, BeH$_2$ és H$_4$ tanulmányozunk, akár 40 dollár értékben. $ qubit. A szimulátorunknak a qubitek és a paraméterek számához viszonyított kedvező skálázása ideális tesztelési terepet jelenthet a rövid távú kvantumalgoritmusokhoz, és tökéletes benchmarking kiindulópontot a zajos kvantumszámítógépeken végzett nagyszabású VQE kísérletekhez.

Kiemelt kép: (a) A hullámfukció felbontása MPS-sel. (b) A memória hatékony (reverzibilis) visszaterjedési algoritmus vázlata az energiagradiensek áramköri paraméterek alapján történő kiértékelésére. A narancssárgával jelölt kvantumállapotokat a memóriában kell tárolni.

Népszerű összefoglaló

A kvantumszámítási technológiák óriási fejlődést értek el az elmúlt években, és a kvantumkémia a variációs kvantum-sajátmegoldóval kombinálva ígéretes jelölt a gyakorlati kvantumelőnyök megvalósítására. A legkorszerűbb VQE szimulátor, az állapotvektor szimulátor memória korlátos, és az aktuális szimulációk 28 qubit-en belül vannak korlátozva. Javasolunk egy differenciálható MPS-szimulátort, amely nagyrészt legyőzi ezt az akadályt, kihasználva mind a kvantum-többtest-fizika mátrix-termékállapot-eszközének, mind a klasszikus automatikus differenciálási keretrendszer előnyeit. Valódi kémiai rendszerek differenciálható számításait mutatják be akár 40 qubittel. Munkánk így időszerű és méretezhető tesztterepet biztosít a kvantumszámítástechnika és a kvantumkémia kutatói számára.

► BibTeX adatok

► Referenciák

[1] Frank Arute, Kunal Arya, Ryan Babbush, Dave Bacon, Joseph C. Bardin, Rami Barends, Rupak Biswas, Sergio Boixo, Fernando GSL Brandao, David A. Buell, Brian Burkett, Yu Chen, Zijun Chen, Ben Chiaro, Roberto Collins, William Courtney, Andrew Dunsworth, Edward Farhi, Brooks Foxen, Austin Fowler, Craig Gidney, Marissa Giustina, Rob Graff, Keith Guerin, Steve Habegger, Matthew P. Harrigan, Michael J. Hartmann, Alan Ho, Markus Hoffmann, Trent Huang, Travis S. Humble, Szergej V. Isakov, Evan Jeffrey, Zhang Jiang, Dvir Kafri, Kostyantyn Kechedzhi, Julian Kelly, Paul V. Klimov, Sergey Knysh, Alexander Korotkov, Fedor Kostritsa, David Landhuis, Mike Lindmark, Erik Lucero, Dmitry Lyakh, Salvatore Mandrà, Jarrod R. McClean, Matthew McEwen, Anthony Megrant, Xiao Mi, Kristel Michielsen, Masoud Mohseni, Josh Mutus, Ofer Naaman, Matthew Neeley, Charles Neill, Murphy Yuezhen Niu, Eric Ostby, Andre Petukhov, John C. Chris Quintana, Eleanor G. Rieffel, Pedram Roushan, Nicholas C. Rubin, Daniel Sank, Kevin J. Satzinger, Vadim Smelyanskiy, Kevin J. Sung, Matthew D. Trevithick, Amit Vainsencher, Benjamin Villalonga, Theodore White, Z. Jamie Yao , Ping Yeh, Adam Zalcman, Hartmut Neven és John M. Martinis. Kvantumfölény programozható szupravezető processzor segítségével. Nature, 574 (7779): 505–510, 2019. doi.org/​10.1038/​s41586-019-1666-5.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-019-1666-5

[2] Yulin Wu, Wan-Su Bao, Sirui Cao, Fusheng Chen, Ming-Cheng Chen, Xiawei Chen, Tung-Hsun Chung, Hui Deng, Yajie Du, Daojin Fan, Ming Gong, Cheng Guo, Chu Guo, Shaojun Guo, Lianchen Han , Linyin Hong, He-Liang Huang, Yong-Heng Huo, Liping Li, Na Li, Shaowei Li, Yuan Li, Futian Liang, Chun Lin, Jin Lin, Haoran Qian, Dan Qiao, Hao Rong, Hong Su, Lihua Sun, Liangyuan Wang, Shiyu Wang, Dachao Wu, Yu Xu, Kai Yan, Weifeng Yang, Yang Yang, Yangsen Ye, Jianghan Yin, Chong Ying, Jiale Yu, Chen Zha, Cha Zhang, Haibin Zhang, Kaili Zhang, Yiming Zhang, Han Zhao , Youwei Zhao, Liang Zhou, Qingling Zhu, Chao-Yang Lu, Cheng-Zhi Peng, Xiaobo Zhu és Jian-Wei Pan. Erős kvantumszámítási előny szupravezető kvantumprocesszor használatával. Phys. Rev. Lett., 127: 180501, 2021. október. 10.1103/PhysRevLett.127.180501.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.127.180501

[3] Qingling Zhu, Sirui Cao, Fusheng Chen, Ming-Cheng Chen, Xiawei Chen és mások. Kvantumszámítási előny a 60 qubites, 24 ciklusú véletlenszerű áramköri mintavételezéssel. Science Bulletin, 67 (3): 240–245, 2022. doi.org/​10.1016/​j.scib.2021.10.017.
https://​/​doi.org/​10.1016/​j.scib.2021.10.017

[4] Daochen Wang, Oscar Higgott és Stephen Brierley. Gyorsított variációs kvantum-sajátmegoldó. Phys. Rev. Lett., 122: 140504, 2019. ápr. 10.1103/​PhysRevLett.122.140504.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.122.140504

[5] Stephen DiaAdamo, Marco Ghibaudi és James Cruise. Elosztott kvantumszámítás és hálózati vezérlés a gyorsított vqe-hez. IEEE Transactions on Quantum Engineering, 2: 1–21, 2021. ISSN 2689-1808. 10.1109/​tqe.2021.3057908.
https://​/​doi.org/​10.1109/​tqe.2021.3057908

[6] P. Lolur, M. Rahm, M. Skogh, L. García-Álvarez és G. Wendin. A variációs kvantum-sajátmegoldó összehasonlítása prebiotikus molekulák alapállapot-energiájának szimulációjával nagy teljesítményű számítógépeken. AIP Conference Proceedings, 2362 (1): 030005, 2021. 10.1063/​5.0054915.
https://​/​doi.org/​10.1063/​5.0054915

[7] Yudong Cao, Jonathan Romero, Jonathan P Olson, Matthias Degroote, Peter D Johnson, Mária Kieferová, Ian D Kivlichan, Tim Menke, Borja Peropadre, Nicolas PD Sawaya és mások. Kvantumkémia a kvantumszámítás korában. Chemical Reviews, 119 (19): 10856–10915, 2019. doi.org/​10.1021/​acs.chemrev.8b00803.
https://​/​doi.org/​10.1021/​acs.chemrev.8b00803

[8] null null, Frank Arute, Kunal Arya, Ryan Babbush, Dave Bacon, Joseph C. Bardin, Rami Barends, Sergio Boixo, Michael Broughton, Bob B. Buckley, David A. Buell, Brian Burkett, Nicholas Bushnell, Yu Chen, Zijun Chen , Benjamin Chiaro, Roberto Collins, William Courtney, Sean Demura, Andrew Dunsworth, Edward Farhi, Austin Fowler, Brooks Foxen, Craig Gidney, Marissa Giustina, Rob Graff, Steve Habegger, Matthew P. Harrigan, Alan Ho, Sabrina Hong, Trent Huang , William J. Huggins, Lev Ioffe, Sergei V. Isakov, Evan Jeffrey, Zhang Jiang, Cody Jones, Dvir Kafri, Kostyantyn Kechedzhi, Julian Kelly, Seon Kim, Paul V. Klimov, Alexander Korotkov, Fedor Kostritsa, David Landhuis, Pavel Laptev, Mike Lindmark, Erik Lucero, Orion Martin, John M. Martinis, Jarrod R. McClean, Matt McEwen, Anthony Megrant, Xiao Mi, Masoud Mohseni, Wojciech Mruczkiewicz, Josh Mutus, Ofer Naaman, Matthew Neeley, Hartmut Ne Charlesvenl , Murphy Yuezhen Niu, Thomas E. O'Brien, Eric Ostby, Andre Petukhov, Harald Putterman, Chris Quintana, Pedram Roushan, Nicholas C. Rubin, Daniel Sank, Kevin J. Satzinger, Vadim Smelyanskiy, Doug Strain, Kevin J. Sung , Marco Szalay, Tyler Y. Takeshita, Amit Vainsencher, Theodore White, Nathan Wiebe, Z. Jamie Yao, Ping Yeh és Adam Zalcman. Hartree-fock egy szupravezető qubit kvantumszámítógépen. Science, 369 (6507): 1084–1089, 2020. 10.1126/​science.abb9811.
https://​/​doi.org/​10.1126/​science.abb9811

[9] Lawrence W. Cheuk, Matthew A. Nichols, Katherine R. Lawrence, Melih Okan, Hao Zhang, Ehsan Khatami, Nandini Trivedi, Thereza Paiva, Marcos Rigol és Martin W. Zwierlein. Térbeli töltés és spin korrelációk megfigyelése a 2d fermi-hubbard modellben. Science, 353 (6305): 1260–1264, 2016. 10.1126/​science.aag3349.
https://​/​doi.org/​10.1126/​science.aag3349

[10] Ulrich Schollwöck. A sűrűség-mátrix renormalizációs csoport a mátrix szorzatállapotok korában. Annals of Physics, 326 (1): 96–192, 2011. január. ISSN 0003-4916. 10.1016/​j.aop.2010.09.012.
https://​/​doi.org/​10.1016/​j.aop.2010.09.012

[11] Román Orús. Gyakorlati bevezetés a tenzorhálózatokba: Mátrix szorzatállapotok és vetített összefonódott pár állapotok. Annals of physics, 349: 117–158, 2014. doi.org/​10.1016/​j.aop.2014.06.013.
https://​/​doi.org/​10.1016/​j.aop.2014.06.013

[12] Ryan LaRose. A kapuszintű kvantum szoftverplatformok áttekintése és összehasonlítása. Quantum, 3: 130, 2019. március. ISSN 2521-327X. 10.22331/q-2019-03-25-130.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-03-25-130

[13] Tyson Jones, Anna Brown, Ian Bush és Simon C. Benjamin. Kvantumszámítógépek küldetése és nagy teljesítményű szimulációja. Tudományos Jelentések, 9: 10736, 2019. 10.1038/s41598-019-47174-9.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41598-019-47174-9

[14] Eric J Bylaska, Duo Song, Nicholas P Bauman, Karol Kowalski, Daniel Claudino és Travis S Humble. Kvantummegoldók síkhullámú hamiltoniánusokhoz: Virtuális terek rövidítése a páronkénti korrelációk optimalizálásával. Frontiers In Chemistry, 9: 26, 2021. doi.org/​10.3389/​fchem.2021.603019.
https://​/​doi.org/​10.3389/​fchem.2021.603019

[15] Saad Yalouz, Bruno Senjean, Jakob Günther, Francesco Buda, Thomas E O'Brien és Lucas Visscher. Állapotátlagolt orbitális optimalizált hibrid kvantum-klasszikus algoritmus alap- és gerjesztett állapotok demokratikus leírására. Quantum Science and Technology, 6 (2): 024004, 2021. jan. 10.1088/​2058-9565/​abd334.
https://​/​doi.org/​10.1088/​2058-9565/​abd334

[16] David Zsolt Manrique, Irfan T. Khan, Kentaro Yamamoto, Vijja Wichitwechkarn és David Muñoz Ramo. Lendület-tér egységes csatolású klaszter és transzlációs kvantum-altér-bővítés periodikus rendszerekhez kvantumszámítógépeken. arXiv:quant-ph, 2008.08694, 2021. 10.48550/arXiv.2008.08694.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2008.08694

[17] Rongxin Xia és Saber Kais. Qubit csatolt klaszter egyszeres és kétszeres variációs kvantum-sajátmegoldó ansatz elektronikus szerkezeti számításokhoz. Quantum Science and Technology, 6 (1): 015001, 2020. 10.1088/​2058-9565/​abbc74.
https://​/​doi.org/​10.1088/​2058-9565/​abbc74

[18] Weitang Li, Zigeng Huang, Changsu Cao, Yifei Huang, Zhigang Shuai és mások. Valósághű kémiai rendszerek gyakorlati kvantumbeágyazási szimulációja felé rövid távú kvantumszámítógépeken. Chemical Science, 13: 8953–8962, 2021. 10.1039/​D2SC01492K.
https://​/​doi.org/​10.1039/​D2SC01492K

[19] Jie Liu, Lingyun Wan, Zhenyu Li és Jinlong Yang. Periodikus rendszerek szimulálása kvantumszámítógépen molekulapályák segítségével. J. Chem. Theory Comput., 16: 6904–6914, 2020. 10.1021/acs.jctc.0c00881.
https://​/​doi.org/​10.1021/​acs.jctc.0c00881

[20] Yi Fan, Jie Liu, Zhenyu Li és Jinlong Yang. Mozgásegyenlet elmélet a pontos sávszerkezetek kvantumszámítógéppel történő kiszámításához. The Journal of Physical Chemistry Letters, 12 (36): 8833–8840, 2021a. doi.org/​10.1021/​acs.jpclett.1c02153.
https://​/​doi.org/​10.1021/​acs.jpclett.1c02153

[21] Jakob S. Kottmann, Philipp Schleich, Teresa Tamayo-Mendoza és Alán Aspuru-Guzik. A qubit-követelmények csökkentése a numerikus pontosság megőrzése mellett a variációs kvantum-sajátmegoldó esetében: Alapkészlet-mentes megközelítés. The Journal of Physical Chemistry Letters, 12 (1): 663–673, 2021. doi.org/​10.1021/​acs.jpclett.0c03410.
https://​/​doi.org/​10.1021/​acs.jpclett.0c03410

[22] Changsu Cao, Jiaqi Hu, Wengang Zhang, Xusheng Xu, Dechin Chen, Fan Yu, Jun Li, Han-Shi Hu, Dingshun Lv és Man-Hong Yung. Haladás a nagyobb molekuláris szimuláció felé kvantumszámítógépen: Maximum 28 qubites rendszer szimulálása, amelyet pontcsoport-szimmetria gyorsít. Physical Review A, 105: 062452, 2022. jún. 10.1103/​PhysRevA.105.062452.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.105.062452

[23] Ilya G Ryabinkin, Artur F Izmaylov és Scott N Genin. Az iteratív qubit csatolt klaszter módszer utólagos korrekciói a kvantumerőforrások felhasználásának minimalizálása érdekében a nagyszabású számításokban. Quantum Science and Technology, 6 (2): 024012, 2021. márc. 10.1088/​2058-9565/​abda8e.
https://​/​doi.org/​10.1088/​2058-9565/​abda8e

[24] Changsu Cao, Jiaqi Hu, Wengang Zhang, Xusheng Xu, Dechin Chen, Fan Yu, Jun Li, Han-Shi Hu, Dingshun Lv és Man-Hong Yung. Haladás a nagyobb molekuláris szimuláció felé kvantumszámítógépen: Maximum 28 qubites rendszer szimulálása, amelyet pontcsoport-szimmetria gyorsít. Phys. Rev. A, 105: 062452, 2022. jún. 10.1103/​PhysRevA.105.062452.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.105.062452

[25] MB Hastings. Területi törvény egydimenziós kvantumrendszerekhez. Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment, 2007 (08): P08024–P08024, 2007. aug. 10.1088/​1742-5468/​2007/​08/​p08024.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1742-5468/​2007/​08/​p08024

[26] Alexander McCaskey, Eugene Dumitrescu, Mengsu Chen, Dmitry Lyakh és Travis Humble. Kvantum-klasszikus programozási modellek validálása tenzorhálózati szimulációkkal. PLOS ONE, 13 (12): 1–19, 12, 2018. 10.1371/​journal.pone.0206704.
https://​/​doi.org/​10.1371/​journal.pone.0206704

[27] Yiqing Zhou, E. Miles Stoudenmire és Xavier Waintal. Mi korlátozza a kvantumszámítógépek szimulációját? Phys. X. rev., 10: 041038, 2020. nov. 10.1103/​PhysRevX.10.041038.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.10.041038

[28] Honghui Shang, Li Shen, Yi Fan, Zhiqian Xu, Chu Guo, Jie Liu, Wenhao Zhou, Huan Ma, Rongfen Lin, Yuling Yang, Fang Li, Zhuoya Wang, Yunquan Zhang és Zhenyu Li. Kvantumszámítógépes kémia nagyléptékű szimulációja egy új Sunway szuperszámítógépen. arXiv:quant-ph, 2207.03711, 2022. 10.48550/arXiv.2207.03711.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2207.03711

[29] Gadi Aleksandrowicz, Thomas Alexander, Panagiotis Barkoutsos, Luciano Bello, Yael Ben-Haim, David Bucher, Francisco Jose Cabrera-Hernández, Jorge Carballo-Franquis, Adrian Chen, Chun-Fu Chen, Jerry M. Chow, Antonio D. Córcoles-Gonzales , Abigail J. Cross, Andrew Cross, Juan Cruz-Benito, Chris Culver, Salvador De La Puente González, Enrique De La Torre, Delton Ding, Eugene Dumitrescu, Ivan Duran, Pieter Eendebak, Mark Everitt, Ismael Faro Sertage, Albert Frisch, Andreas Fuhrer, Jay Gambetta, Borja Godoy Gago, Juan Gomez-Mosquera, Donny Greenberg, Ikko Hamamura, Vojtech Havlicek, Joe Hellmers, Łukasz Herok, Hiroshi Horii, Shaohan Hu, Takashi Imamichi, Toshinari Itoko, Alihar Javadi, NaokAi Anton Karazeev, Kevin Krsulich, Peng Liu, Yang Luh, Yunho Maeng, Manoel Marques, Francisco Jose Martín-Fernández, Douglas T. McClure, David McKay, Srujan Meesala, Antonio Mezzacapo, Nikolaj Moll, Diego Moreda Rodríguez, Giacomo Nánnicini, Paul , Pauline Ollitrault, Lee James O'Riordan, Hanhee Paik, Jesús Pérez, Anna Phan, Marco Pistoia, Viktor Prutyanov, Max Reuter, Julia Rice, Abdón Rodríguez Davila, Raymond Harry Putra Rudy, Mingi Ryu, Ninad Sathaye, Eddie Chris Schnabel Schoute, Kanav Setia, Yunong Shi, Adenilton Silva, Yukio Siraichi, Seyon Sivarajah, John A. Smolin, Mathias Soeken, Hitomi Takahashi, Ivano Tavernelli, Charles Taylor, Pete Taylour, Kenso Trabing, Matthew Treinish, Wes Vogt, Desi-Leree , Christophe Vuillot, Jonathan A. Wildstrom, Jessica Wilson, Erick Winston, Christopher Wood, Stephen Wood, Stefan Wörner, Ismail Yunus Akhalwaya és Christa Zoufal. Qiskit: Nyílt forráskódú keretrendszer a kvantumszámításhoz, 2019. január.

[30] Johnnie Gray. quimb: Python csomag kvantuminformációkhoz és soktestes számításokhoz. Journal of Open Source Software, 3 (29): 819, 2018. 10.21105/joss.00819.
https://​/​doi.org/​10.21105/​joss.00819

[31] K. Mitarai, M. Negoro, M. Kitagawa és K. Fujii. Kvantumköri tanulás. Phys. Rev. A, 98: 032309, 2018. szept. 10.1103/​PhysRevA.98.032309.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.98.032309

[32] M. Cerezo, Andrew Arrasmith, Ryan Babbush, Simon C. Benjamin, Suguru Endo, Keisuke Fujii, Jarrod R. McClean, Kosuke Mitarai, Xiao Yuan, Lukasz Cincio és Patrick J. Coles. Variációs kvantum algoritmusok. Nature Reviews Physics, 3 (9): 625–644, 2021. 10.1038/​s42254-021-00348-9.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42254-021-00348-9

[33] C. Schön, E. Solano, F. Verstraete, JI Cirac és MM Wolf. Összefonódott multiqubit állapotok szekvenciális generálása. Phys. Rev. Lett., 95: 110503, 2005. szept. 10.1103/​PhysRevLett.95.110503.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.95.110503

[34] Zhi-Yuan Wei, Daniel Malz és J. Ignacio Cirac. A kivetített összefonódott pár állapotok szekvenciális generálása. Phys. Rev. Lett., 128: 010607, 2022. január. 10.1103/​PhysRevLett.128.010607.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.128.010607

[35] Alberto Peruzzo, Jarrod McClean, Peter Shadbolt, Man-Hong Yung, Xiao-Qi Zhou, Peter J. Love, Alán Aspuru-Guzik és Jeremy L. O'Brien. Variációs sajátérték-megoldó fotonikus kvantumprocesszoron. Nature Communications, 5 (1): 4213, 2014. doi.org/​10.1038/​ncomms5213.
https://​/​doi.org/​10.1038/​ncomms5213

[36] PJJ O'Malley, R. Babbush, ID Kivlichan, J. Romero, JR McClean, R. Barends, J. Kelly, P. Roushan, A. Tranter, N. Ding, B. Campbell, Y. Chen, Z. Chen , B. Chiaro, A. Dunsworth, AG Fowler, E. Jeffrey, E. Lucero, A. Megrant, JY Mutus, M. Neeley, C. Neill, C. Quintana, D. Sank, A. Vainsencher, J. Wenner , TC White, PV Coveney, PJ Love, H. Neven, A. Aspuru-Guzik és JM Martinis. Molekuláris energiák skálázható kvantumszimulációja. Physical Review X, 6 (3): 031007, 2016. doi.org/​10.1103/​PhysRevX.6.031007.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.6.031007

[37] Abhinav Kandala, Antonio Mezzacapo, Kristan Temme, Maika Takita, Markus Brink, Jerry M. Chow és Jay M. Gambetta. Hardver-hatékony variációs kvantum-sajátmegoldó kis molekulákhoz és kvantummágnesekhez. Nature, 549 (7671): 242–246, 2017. doi.org/​10.1038/​nature23879.
https://​/​doi.org/​10.1038/​nature23879

[38] JI Colless, VV Ramasesh, D. Dahlen, MS Blok, ME Kimchi-Schwartz, JR McClean, J. Carter, WA de Jong és I. Siddiqi. Molekulaspektrumok számítása kvantumprocesszoron hibatűrő algoritmussal. Physical Review X, 8 (1): 011021, 2018. doi.org/​10.1103/​PhysRevX.8.011021.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.8.011021

[39] R. Sagastizabal, X. Bonet-Monroig, M. Singh, MA Rol, CC Bultink, X. Fu, CH Price, alelnök Ostroukh, N. Muthusubramanian, A. Bruno, M. Beekman, N. Haider, TE O'Brien és L. DiCarlo. Kísérleti hibacsökkentés szimmetria-ellenőrzéssel egy variációs kvantum-sajátmegoldóban. Phys. Rev. A, 100: 010302, 2019. doi.org/​10.1103/​PhysRevA.100.010302.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.100.010302

[40] Yangchao Shen, Xiang Zhang, Shuaining Zhang, Jing-Ning Zhang, Man-Hong Yung és Kihwan Kim. Az egységes csatolt klaszter kvantum implementációja a molekuláris elektronszerkezet szimulálására. Phys. Rev. A, 95: 020501, 2017. doi.org/​10.1103/​PhysRevA.95.020501.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.95.020501

[41] Cornelius Hempel, Christine Maier, Jonathan Romero, Jarrod McClean, Thomas Monz, Heng Shen, Petar Jurcevic, Ben P. Lanyon, Peter Love, Ryan Babbush, Alan Aspuru-Guzik, Rainer Blatt és Christian F. Roos. Kvantumkémiai számítások csapdába ejtett kvantumszimulátoron. Physical Review X, 8 (3): 031022, 2018. doi.org/​10.1103/​PhysRevX.8.031022.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.8.031022

[42] Yunseong Nam, Jwo-Sy Chen, Neal C. Pisenti, Kenneth Wright, Conor Delaney, Dmitri Maslov, Kenneth R. Brown, Stewart Allen, Jason M. Amini, Joel Apisdorf, Kristin M. Beck, Aleksey Blinov, Vandiver Chaplin, Mika Chmielewski és mtsai. A vízmolekula alapállapotú energiabecslése csapdába esett ionkvantumszámítógépen. npj Quantum Information, 6 (1): 33, 2019. doi.org/​10.1038/​s41534-020-0259-3.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-020-0259-3

[43] Jonathan Romero, Ryan Babbush, Jarrod R McClean, Cornelius Hempel, Peter J Love és Alán Aspuru-Guzik. Stratégiák molekuláris energiák kvantumszámítására az ansatz egységes csatolású klaszter használatával. Quantum Science and Technology, 4 (1): 014008, 2018. október. 10.1088/​2058-9565/​aad3e4.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​2058-9565/​aad3e4

[44] Ryan Babbush, Jarrod McClean, Dave Wecker és mások. Trotter-Suzuki hibák kémiai alapjai kvantumkémiai szimulációban. Phys. Rev. A, 91: 022311, 2015. 10.1103/​PhysRevA.91.022311.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.91.022311

[45] Harper R. Grimsley, Daniel Claudino, Sophia E. Economou és mtsai. A trotterizált uccsd ansatz kémiailag jól definiált? J. Chem. Theory Comput., 16: 1–6, 2020. 10.1021/acs.jctc.9b01083.
https://​/​doi.org/​10.1021/​acs.jctc.9b01083

[46] Chu Guo, Yong Liu, Min Xiong, Shichuan Xue, Xiang Fu, Anqi Huang, Xiaogang Qiang, Ping Xu, Junhua Liu, Shenggen Zheng, He-Liang Huang, Mingtang Deng, Dario Poletti, Wan-Su Bao és Junjie Wu. Általános célú kvantumáramkör-szimulátor kivetített összefonódott pár állapotokkal és a kvantumfölény határával. Phys. Rev. Lett., 123: 190501, 2019. nov. 10.1103/​PhysRevLett.123.190501.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.123.190501

[47] Guifré Vidal. Egydimenziós kvantum-többtest rendszerek hatékony szimulációja. Phys. Rev. Lett., 93: 040502, 2004. július. 10.1103/​PhysRevLett.93.040502.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.93.040502

[48] Matthew B Hastings. Fénykúp mátrix termék. Journal of Mathematical physics, 50 (9): 095207, 2009. doi.org/​10.1063/​1.3149556.
https://​/​doi.org/​10.1063/​1.3149556

[49] Andreas Griewank. Az időbeli és térbeli komplexitás logaritmikus növekedésének elérése fordított automatikus differenciálásban. Optimization Methods and Software, 1 (1): 35–54, 1992. 10.1080/​10556789208805505.
https://​/​doi.org/​10.1080/​10556789208805505

[50] Chu Guo és Dario Poletti. Séma komplex veszteségfüggvények automatikus differenciálására kvantumfizikai alkalmazásokkal. Phys. Rev. E, 103: 013309, 2021. január. 10.1103/​PhysRevE.103.013309.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevE.103.013309

[51] Xiu-Zhe Luo, Jin-Guo Liu, Pan Zhang és Lei Wang. Yao.jl: Bővíthető, hatékony keretrendszer a kvantum algoritmusok tervezéséhez. Quantum, 4: 341, 2020. október. ISSN 2521-327X. 10.22331/q-2020-10-11-341.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-10-11-341

[52] Hai-Jun Liao, Jin-Guo Liu, Lei Wang és Tao Xiang. Differenciálható programozási tenzorhálózatok. Phys. X. rev., 9: 031041, 2019. szept. 10.1103/​PhysRevX.9.031041.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.9.031041

[53] Jarrod R McClean, Sergio Boixo, Vadim N Smelyanskiy, Ryan Babbush és Hartmut Neven. Kopár fennsíkok kvantum-neurális hálózatok képzési tájain. Nature Communications, 9 (1): 4812, 2018. 10.1038/​s41467-018-07090-4.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-018-07090-4

[54] M. Powell. A bobyqa algoritmus kötött kényszerű optimalizáláshoz deriváltak nélkül. Műszaki Jelentés, Alkalmazott Matematika és Elméleti Fizika Tanszék, 01. 2009.

[55] Quasi-Newton Methods, 135–163. oldal. Springer New York, New York, NY, 2006. ISBN 978-0-387-40065-5. 10.1007/​978-0-387-40065-5_6.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-0-387-40065-5_6

[56] Mariia D. Sapova és Aleksey K. Fedorov. Variációs kvantum-sajátmegoldó technikák a szén-monoxid-oxidáció szimulálására. Communications Physics, 5 (1): 199, 2022. augusztus. ISSN 2399-3650. 10.1038/​s42005-022-00982-4.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42005-022-00982-4

[57] Yi Fan, Changsu Cao, Xusheng Xu, Zhenyu Li, Dingshun Lv és Man-Hong Yung. Egységes-csatolt klaszter ansatz áramkör-mélység csökkentése energiaválogatással. arXiv:quant-ph, 2106.15210, 2021b. 10.48550/arXiv.2106.15210.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2106.15210

[58] Joonho Lee, William J. Huggins, Martin Head-Gordon és K. Birgitta Whaley. Általánosított unitárius csatolt klaszterhullámfüggvények kvantumszámításhoz. Journal of Chemical Theory and Computation, 15 (1): 311–324, 2019. 10.1021/acs.jctc.8b01004.
https://​/​doi.org/​10.1021/​acs.jctc.8b01004

[59] Harper R. Grimsley, Sophia E. Economou, Edwin Barnes és Nicholas J. Mayhall. Adaptív variációs algoritmus pontos molekuláris szimulációkhoz kvantumszámítógépen. Nature Communications, 10 (1), 2019. júl. 10.1038/​s41467-019-10988-2.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-019-10988-2

[60] Qiming Sun, Timothy C. Berkelbach, Nick S. Blunt, George H. Booth, Sheng Guo, Zhendong Li, Junzi Liu, James D. McClain, Elvira R. Sayfutyarova, Sandeep Sharma, Sebastian Wouters és Garnet Kin-Lic Chan. Pyscf: a kémia keretrendszer python-alapú szimulációi. WIREs Computational Molecular Science, 8 (1): e1340, 2018. 10.1002/​wcms.1340.
https://​/​doi.org/​10.1002/​wcms.1340

[61] Chu Guo, Yong Liu, Min Xiong, Shichuan Xue, Xiang Fu, Anqi Huang, Xiaogang Qiang, Ping Xu, Junhua Liu, Shenggen Zheng, He-Liang Huang, Mingtang Deng, Dario Poletti, Wan-Su Bao és Junjie Wu. Általános célú kvantumáramkör-szimulátor kivetített összefonódott pár állapotokkal és a kvantumfölény határával. Phys. Rev. Lett., 123: 190501, 2019. nov. b. 10.1103/​PhysRevLett.123.190501.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.123.190501

[62] Toshiya Hikihara, Hiroshi Ueda, Kouichi Okunishi, Kenji Harada és Tomotoshi Nishino. Fatenzor hálózatok automatikus szerkezeti optimalizálása. Phys. Rev. Res., 5: 013031, 2023. január. 10.1103/​PhysRevResearch.5.013031.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.5.013031

[63] Jeff Bezanson, Alan Edelman, Stefan Karpinski és mások. Julia: A numerikus számítástechnika új megközelítése. SIAM Review, 59 (1): 65–98, 2017. 10.1137/​141000671.
https://​/​doi.org/​10.1137/​141000671

[64] Simon Byrne, Lucas C Wilcox és Valentin Churavy. Mpi. jl: Julia kötések az üzenettovábbítási felülethez. In Proceedings of the JuliaCon Conferences, 1. kötet, 68. oldal, 2021.

[65] Chu Guo. MPSSimulator. GitHub Repository, 2022.

[66] Steven G. Johnson. Az NLopt nemlineáris optimalizáló csomag. GitHub Repository, 2007.

Idézi

[1] Hyeongjin Kim, Matthew T. Fishman és Dries Sels, „Variational adiabatic transport of tensor networks”, arXiv: 2311.00748, (2023).

[2] He-Liang Huang, Xiao-Yue Xu, Chu Guo, Guojing Tian, ​​Shi-Jie Wei, Xiaoming Sun, Wan-Su Bao és Gui-Lu Long, „Közel távú kvantumszámítási technikák: Variációs kvantum algoritmusok, hibacsökkentés, áramkör-összeállítás, benchmarking és klasszikus szimuláció”, Science China Physics, Mechanics and Astronomy 66 5, 250302 (2023).

[3] Marcel Niedermeier, Jose L. Lado és Christian Flindt, „Tensor-Network Simulations of Noisy Quantum Computers”, arXiv: 2304.01751, (2023).

A fenti idézetek innen származnak SAO/NASA HIRDETÉSEK (utolsó sikeres frissítés: 2023-12-27 14:07:09). Előfordulhat, hogy a lista hiányos, mivel nem minden kiadó ad megfelelő és teljes hivatkozási adatokat.

On Crossref által idézett szolgáltatás művekre hivatkozó adat nem található (utolsó próbálkozás 2023-12-27 14:07:07).

Ez a tanulmány a Quantumban jelent meg Creative Commons Nevezd meg 4.0 International (CC BY 4.0) engedély. A szerzői jog az eredeti szerzői jog tulajdonosainál marad, például a szerzőknél vagy intézményeiknél.

Időbélyeg:

Még több Quantum Journal