1كوانتينوم، 13-15 طريق هيلز، CB2 1NL، كامبريدج، المملكة المتحدة
2يوسف حميد قسم الكيمياء، جامعة كامبريدج، كامبريدج، المملكة المتحدة
تجد هذه الورقة مثيرة للاهتمام أو ترغب في مناقشة؟ Scite أو ترك تعليق على SciRate.
ملخص
ظهرت مؤخرًا أساليب قطرية الفضاء الجزئي كوسيلة واعدة للوصول إلى الحالة الأرضية وبعض الحالات المثارة للهاميلتونيين الجزيئيين عن طريق التخطيط القطري الكلاسيكي للمصفوفات الصغيرة، التي يمكن الحصول على عناصرها بكفاءة بواسطة كمبيوتر كمي. تستخدم خوارزمية تقدير الطور الكمي المتغير (VQPE) المقترحة مؤخرًا أساسًا للحالات المتطورة في الوقت الحقيقي، والتي يمكن الحصول على القيم الذاتية للطاقة فيها مباشرةً من المصفوفة الوحدوية $U=e^{-iH{Delta}t}$، والتي يمكن حسابها بتكلفة خطية في عدد الحالات المستخدمة. في هذا البحث، قمنا بالإبلاغ عن تنفيذ VQPE القائم على الدوائر للأنظمة الجزيئية العشوائية وتقييم أدائها وتكاليفها لجزيئات $H_2$، و$H_3^+$، و$H_6$. نقترح أيضًا استخدام التوجيه السريع المتغير (VFF) لتقليل العمق الكمي لدوائر تطور الوقت لاستخدامها في VQPE. لقد أظهرنا أن التقريب يوفر أساسًا جيدًا للقطري الهاملتوني حتى عندما يكون إخلاصه للحالات المتطورة في الوقت الحقيقي منخفضًا. في حالة الدقة العالية، نوضح أن U الوحدوي التقريبي يمكن أن يكون قطريًا بدلاً من ذلك، مع الحفاظ على التكلفة الخطية لـ VQPE الدقيق.
ملخص شعبي
يعتمد هذا العمل على خوارزمية تقدير الطور الكمي المتغير (VQPE)، والتي تستخدم عامل تطور الوقت لإنشاء حالات أساسية، والتي لها سلسلة من الخصائص الملائمة رياضيًا. ومن بين هذه الوظائف، يمكن حساب الوظائف الذاتية من مصفوفة مشغل تطور الزمن نفسه، والذي يحتوي على عدد خطي من العناصر المميزة لشبكة زمنية موحدة. ومع ذلك، فإن الأساليب التقليدية للتعبير عن عامل التطور الزمني على جهاز كمي، مثل التطور الزمني التروتري، تؤدي إلى دوائر كمومية عميقة بشكل لا يمكن حله بالنسبة للكيمياء الهاملتونية.
نحن ندمج هذه الطريقة مع نهج التوجيه السريع المتغير (VFF)، الذي ينشئ تقريبًا لقسم الدائرة الثابتة لمشغل تطور الوقت. لقد أظهرنا أن الطريقة تتقارب جيدًا حتى عندما لا يكون تقريب VFF دقيقًا للغاية. عندما يكون الأمر كذلك، فإنه يمكن الاستفادة من نفس خصائص خفض التكلفة مثل خوارزمية VQPE الأصلية، مما يجعل الخوارزمية أكثر قابلية للتكيف مع أجهزة NISQ.
► بيانات BibTeX
ferences المراجع
[1] جون بريسكيل. "الحوسبة الكمية في عصر NISQ وما بعده". الكم 2 ، 79 (2018).
https://doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79
[2] ألبرتو بيروزو، وجارود ماكلين، وبيتر شادبولت، ومان هونغ يونغ، وشياو تشي تشو، وبيتر جيه لوف، وألان أسبورو جوزيك، وجيريمي إل أوبراين. “حلال القيمة الذاتية المتغيرة على معالج الكم الضوئي”. نات. مشترك. 5، 4213 (2014).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms5213
[3] 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 و TC White و PV Coveney و PJ Love و H. Neven و A. Aspuru-Guzik و JM Martinis. "محاكاة كمية قابلة للتطوير للطاقات الجزيئية". فيز. القس X 6 ، 031007 (2016).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.6.031007
[4] كورنيليوس همبل، كريستين ماير، جوناثان روميرو، جارود ماكلين، توماس مونز، هينغ شين، بيتار يورسيفيك، بن بي لانيون، بيتر لوف، ريان بابوش، آلان أسبورو جوزيك، راينر بلات، وكريستيان إف روس. “حسابات كيمياء الكم على جهاز محاكاة الكم الأيوني المحاصر”. فيز. القس X 8، 031022 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.031022
[5] سام مكاردل، تايسون جونز، سوجورو إندو، ينغ لي، سيمون سي بنيامين، وشياو يوان. “المحاكاة الكمومية المبنية على Ansatz لتطور الزمن الخيالي”. معلومات الكم npj. 5، 75 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0187-2
[6] روبرت إم باريش وبيتر إل مكماهون. "قطري المرشح الكمي: التحلل الذاتي الكمي دون تقدير كامل للطور الكمي" (2019). أرخايف:1909.08925.
أرخايف: 1909.08925
[7] يو كيتايف. "قياسات الكم ومشكلة استقرار أبيليان" (1995). أرخايف:كمية فتاه/9511026.
أرخايف: ضليع في الرياضيات، وعل / 9511026
[8] آلان أسبورو-جوزيك، وأنتوني د. دوتوي، وبيتر ج. لوف، ومارتن هيد-جوردون. “الكيمياء: محاكاة الحساب الكمي للطاقات الجزيئية”. العلوم 309، 1704-1707 (2005).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1126 / science.1113479
[9] كاثرين كليمكو ، وكارلوس ميجوتو-زيرا ، وستيفن جيه كوتون ، وفيليب وودارسكي ، وميروسلاف أوربانيك ، وديبتاركا هايت ، ومارتن هيد-جوردون ، وك.بيرجيتا والي ، وجوناثان موسى ، وناثان ويب ، وويبي أ.دي يونج ، ونورم إم توبمان. "التطور في الوقت الحقيقي لحالات eigenstates هاملتونية فائقة الصغر على الأجهزة الكمومية". PRX كوانتوم 3 ، 020323 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.020323
[10] جارود آر ماكلين ومولي إي كيمتشي شوارتز وجوناثان كارتر وويب إيه دي يونج. "التسلسل الهرمي الكمي الكلاسيكي للتخفيف من فك الترابط وتحديد الحالات المثارة". فيز. القس أ 95 ، 042308 (2017).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.042308
[11] ويليام جي هوجينز، وجونهو لي، وأونبيل بايك، وبريان أوجورمان، وكيه بيرجيتا ويلي. “محلول ذاتي كمي متغير غير متعامد”. جديد J. فيز. 22 (2020). أرخايف:1909.09114.
https: / / doi.org / 10.1088 / 1367-2630 / ab867b
أرخايف: 1909.09114
[12] ماريو موتا، تشونغ صن، أدريان تي كيه تان، ماثيو جيه أورورك، إريكا يي، أوستن جيه مينيتش، فرناندو جي إس إل برانداو، وجارنيت كين ليك تشان. “تحديد الحالات الذاتية والحالات الحرارية على الحاسوب الكمي باستخدام التطور الزمني الكمي التخيلي”. نات. فيز. 16، 231 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41567-019-0704-4
[13] نيكولاس هـ. ستاير ، ورينكي هوانغ ، وفرانشيسكو إيه إيفانجليستا. "خوارزمية كريلوف الكم متعددة الاتجاهات للإلكترونات المترابطة بقوة". J. كيم. نظرية الحساب. 16 ، 2236-2245 (2020).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1021 / acs.jctc.9b01125
[14] كريستيان ل. كورتيس وستيفن ك. جراي. "خوارزميات الفضاء الجزئي كريلوف الكم لتقدير طاقة الحالة الأرضية والحالة المثارة". فيز. القس أ 105 ، 022417 (2022).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022417
[15] جي إتش جولوب و سي إف فان قرض. “حسابات المصفوفة”. غلاف ورقي ورقي الأكاديمية شمال أكسفورد. شمال أكسفورد الأكاديمي. (1983).
الشبكي: / / doi.org/ 10.56021 / 9781421407944
[16] كريستينا سيرستويو، وزوي هولمز، وجوزيف إيوسو، ولوكاس سينسيو، وباتريك جيه كولز، وأندرو سورنبورجر. “التقديم السريع المتغير للمحاكاة الكمومية بعد زمن التماسك”. npj الكم Inf. 6، 82 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41534-020-00302-0
[17] جو جيبس ، كايتلين جيلي ، زوي هولمز ، بنيامين كوميو ، أندرو أراسميث ، لوكاس سينسيو ، باتريك جيه كولز ، وأندرو سورنبورجر. "عمليات المحاكاة طويلة الأمد بدقة عالية على الأجهزة الكمومية" (2021). arXiv: 2102.04313.
أرخايف: 2102.04313
[18] أ. كريلوف. "يساعد القرار الرقمي للمعادلة في تحديد ترددات التذبذبات الصغيرة لأنظمة المواد في الأسئلة الميكانيكية." ثور. أكاد. الخيال العلمي. يو آر إس إس 1931، 491-539 (1931).
[19] P. جوردان وإي فيجنر. "Über das Paulische Äquivalenzverbot". Z. فيز. 47، 631-651 (1928).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1007 / BF01331938
[20] سيرجي ب. برافي وأليكسي يو كيتايف. “الحساب الكمي الفرميوني”. آن. فيز. 298، 210-226 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1006 / aphy.2002.6254
[21] ألكسندر كوتان، وسيلاس ديلكس، وروس دنكان، وويل سيمونز، وسيون سيفاراجا. “مرحلة تركيب الأدوات للدوائر الضحلة”. إبتكس 318، 213-228 (2020).
الشبكي: / / doi.org/ 10.4204 / EPTCS.318.13
[22] هانز هون سانغ تشان، وديفيد مونيوز رامو، وناثان فيتزباتريك. "محاكاة الديناميكيات غير الوحدوية باستخدام معالجة الإشارات الكمومية مع تشفير الكتلة الوحدوي" (2023). أرخايف:2303.06161.
أرخايف: 2303.06161
[23] بريان تي جارد، ولينجهوا تشو، وجورج إس. بارون، ونيكولاس جيه. مايهال، وصوفيا إي إيكونومو، وإدوين بارنز. “دوائر إعداد حالة فعالة للحفاظ على التماثل لخوارزمية eigensolver الكم المتغيرة”. npj الكم Inf. 6، 10 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0240-1
[24] كايل بولندا، كيرستين بير، وتوبياس جيه أوزبورن. "لا يوجد غداء مجاني لتعلم الآلة الكمومية" (2020).
[25] المساهمين كيسكيت. "Qiskit: إطار مفتوح المصدر للحوسبة الكمومية" (2023).
[26] أندرو ترانتر، كونو دي باولا، ديفيد زولت مانريكي، ديفيد مونيوز رامو، دنكان جولاند، إيفجيني بليخانوف، غابرييل جرين دينيز، جورجيا كريستوبولو، جورجيا بروكوبيو، هاري كين، ياكوف بولياك، عرفان خان، جيرزي بيليبتشوك، جوش كيرسوب، كينتارو ياماموتو، ماريا تودوروفسكايا، وميشال كرومبيك، وميشيل سزي، وناثان فيتزباتريك. "InQuanto: الكيمياء الحاسوبية الكمومية" (2022). الإصدار 2.
[27] العاصمة ليو وJ Nocedal. "في طريقة bfgs ذات الذاكرة المحدودة للتحسين على نطاق واسع". الرياضيات. البرنامج. 45، 503-528 (1989).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1007 / BF01589116
[28] كاورو ميزوتا، ويويا أو ناكاجاوا، وكوسوكي ميتاراي، وكيسوكي فوجي. “التجميع الكمي المتغير المحلي لديناميات هاميلتون واسعة النطاق”. بي آر إكس كوانتوم 3، 040302 (2022). عنوان URL: https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.040302.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.040302
[29] نوربرت إم لينك، وديمتري ماسلوف، ومارتن روتلر، وشانتانو ديبناث، وكارولين فيجات، وكيفن إيه لاندسمان، وكينيث رايت، وكريستوفر مونرو. “مقارنة تجريبية بين بنيتين للحوسبة الكمومية”. بناس 114، 3305-3310 (2017).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1618020114
[30] أندرو م. تشايلدز ، يوان سو ، مينه سي تران ، ناثان ويب ، وشوشين تشو. "نظرية خطأ الخبب مع مقياس المبدل". فيز. القس X 11 ، 011020 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.011020
[31] يوسي عطية ودوريت أهارونوف. “التقديم السريع للهاملتونيين والقياسات الدقيقة بشكل كبير”. نات. مشترك. 8، 1572 (2017).
https://doi.org/10.1038/s41467-017-01637-7
[32] كينتارو ياماموتو، صامويل دوفيلد، يوتا كيكوتشي، وديفيد مونيوز رامو. "إظهار تقدير المرحلة الكمومية البايزية مع اكتشاف الأخطاء الكمومية" (2023). أرخايف:2306.16608.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.6.013221
أرخايف: 2306.16608
[33] D. جاكش، جي آي سيراك، بي. زولر، إس إل رولستون، آر كوتيه، إم دي لوكين. “بوابات الكم السريعة للذرات المحايدة”. فيز. القس ليت. 85، 2208-2211 (2000).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.85.2208
[34] إدوارد فارحي وجيفري غولدستون وسام جوتمان ومايكل سيبسر. "حساب الكم عن طريق التطور ثابت الحرارة" (2000). arXiv: كوانت ف / 0001106.
أرخايف: ضليع في الرياضيات، وعل / 0001106
[35] إدوارد فرحي، جيفري غولدستون، سام جوتمان، جوشوا لابان، أندرو لوندغرين، ودانييل بريدا. “خوارزمية التطور الكمي الأديابي المطبقة على الحالات العشوائية لمشكلة np الكاملة”. العلوم 292، 472-475 (2001).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1126 / science.1057726
دليلنا يستخدم من قبل
[1] فرانسوا جاميت، كونور لينيهان، لاتشلان بي. ليندوي، أبهيشيك أغاروال، إنريكو فونتانا، بابتيست أنسيلمي مارتن، وإيفان رونجر، "حلال أندرسون للشوائب الذي يدمج أساليب الشبكة الموترية مع الحوسبة الكمومية"، أرخايف: 2304.06587, (2023).
الاستشهادات المذكورة أعلاه من إعلانات ساو / ناسا (تم آخر تحديث بنجاح 2024-03-13 11:18:50). قد تكون القائمة غير كاملة نظرًا لأن جميع الناشرين لا يقدمون بيانات اقتباس مناسبة وكاملة.
لا يمكن أن تجلب استشهد تبادل البيانات أثناء آخر محاولة 2024-03-13 11:18:49: لا يمكن جلب البيانات المستشهد بها من 10.22331 / q-2024-03-13-1278 من Crossref. هذا أمر طبيعي إذا تم تسجيل DOI مؤخرًا.
نشرت هذه الورقة في الكم تحت نسبة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية (CC BY 4.0) رخصة. يظل حقوق الطبع والنشر مع مالكي حقوق الطبع والنشر الأصليين مثل المؤلفين أو مؤسساتهم.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://quantum-journal.org/papers/q-2024-03-13-1278/
- :لديها
- :يكون
- :ليس
- :أين
- ] [ص
- 1
- 10
- 11
- 114
- 12
- 13
- 14
- 15%
- 16
- 17
- 19
- 1995
- 20
- 2000
- 2001
- 2005
- 2014
- 2016
- 2017
- 2018
- 2019
- 2020
- 2021
- 2022
- 2023
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26%
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 35%
- 49
- 50
- 7
- 75
- 8
- 9
- a
- فوق
- الملخص
- أكاديمي
- الوصول
- دقيق
- ادريان
- مميزات
- الانتماءات
- الكسندر
- خوارزمية
- خوارزميات
- الكل
- أيضا
- قابل
- من بين
- an
- و
- اندرسون
- أندرو
- آن
- أنتوني
- ظهر
- تطبيق
- تطبيقي
- نهج
- اقتراب
- تقريبي
- التعسفي
- أبنية
- هي
- AS
- تقييم
- محاولة
- أوستن
- المؤلفة
- الكتاب
- على أساس
- أساس
- بايزي
- BE
- بيرة
- بن
- البلسمينة
- Beyond
- حظر
- على حد سواء
- استراحة
- بريان
- ثور
- by
- حساب
- حساب
- الحسابات
- كامبردج
- كامبل
- CAN
- كارلوس
- كارولين
- حقيبة
- تشان
- كيمياء
- تشن
- تشونغ
- مسيحي
- كريستين
- كريستوفر
- دمج
- الجمع بين
- التعليق
- جميل
- مقارنة
- إكمال
- حساب
- الحسابية
- الحسابات
- محسوب
- الكمبيوتر
- أجهزة الكمبيوتر
- الحوسبة
- المساهمين
- ذو شاهد
- مناسب
- تقليدي
- حقوق الطبع والنشر
- التكلفة
- التكاليف
- استطاع
- دانيال
- البيانات
- ديفيد
- de
- تخفيض
- عميق
- القسم
- عمق
- كشف
- تقرير
- جهاز
- مباشرة
- بحث
- خامد
- دنكان
- أثناء
- دينامية
- e
- إدوارد
- إدوين
- بكفاءة
- الإلكترونات
- عناصر
- ترميز
- طاقة
- عصر
- اريكا
- خطأ
- حتى
- تطور
- تطورت
- دقيق
- متحمس
- أضعافا مضاعفة
- تعبير
- جدا
- FAST
- إخلاص
- مجال
- تصفية
- فيتزباتريك
- في حالة
- الإطار
- مجانًا
- تبدأ من
- بالإضافة إلى
- وظيفة
- البوابات و حواجز اللعب
- توليد
- ولدت
- يولد
- جورج
- جورجيا
- منح
- خير
- اللون الرمادي
- شبكة
- أرض
- هانز
- أجهزة التبخير
- هارفارد
- يملك
- تسلسل
- مرتفع
- التلال
- أصحاب
- HTTPS
- هوانغ
- i
- if
- صورة
- تخيلي
- التأثير
- التنفيذ
- in
- info
- بدلًا من ذلك
- المؤسسات
- دمج
- وكتابة مواضيع مثيرة للاهتمام
- عالميا
- IT
- انها
- نفسها
- إيفان
- جافا سكريبت
- جيفري
- جيريمي
- جو
- جون
- جوناثان
- جونز
- الأردن
- جوشوا
- مجلة
- شديد
- كينيث
- كايل
- كبير
- على نطاق واسع
- اسم العائلة
- قيادة
- تعلم
- يترك
- لي
- Li
- حقوق الملكية الفكرية
- محدود
- خطي
- قائمة
- قرض
- حب
- منخفض
- غداء
- آلة
- آلة التعلم
- ماير
- القيام ب
- ث
- ماري
- ماريو
- مارتن
- الرياضيات
- رياضيا
- مصفوفة
- ماثيو
- ماكس العرض
- مايو..
- مكلين
- يعني
- قياسات
- مكبر الصوت : يدعم، مع دعم ميكروفون مدمج لمنع الضوضاء
- طريقة
- طرق
- مايكل
- ميشيل
- تخفيف
- جزيئي
- شهر
- الأكثر من ذلك
- كثيرا
- ناثان
- شبكة
- متعدد
- مع ذلك
- جديد
- نيكولاس
- عادي
- شمال
- عدد
- تم الحصول عليها
- الحصول على
- of
- on
- ONE
- جاكيت
- المصدر المفتوح
- عامل
- التحسين
- or
- أصلي
- أكسفورد
- صفحات
- ورق
- خاص
- باتريك
- أداء
- بيتر
- مرحلة جديدة
- أفلاطون
- الذكاء افلاطون البيانات
- أفلاطون داتا
- بولندا
- حاجة
- الحفاظ على
- المشكلة
- معالجة
- المعالج
- واعد
- HAS
- اقترح
- المقترح
- تزود
- ويوفر
- نشرت
- الناشر
- الناشرين
- qiskit
- كمية
- كمبيوتر الكم
- أجهزة الكمبيوتر الكم
- الاحصاء الكمية
- تعلم الآلة الكمومية
- الأسئلة المتكررة
- R
- عشوائية
- حقيقي
- مؤخرا
- المراجع
- مسجل
- بقايا
- متكرر
- تقرير
- طريق
- ROBERT
- ريان
- s
- سام
- نفسه
- حجم
- التحجيم
- اصابات النخاع الشوكي
- علوم
- مسلسلات
- ضحل
- إظهار
- سيجنل
- سيمون
- محاكاة
- المحاكاة
- محاكاة
- صغير
- بعض
- صوفيا
- الفضاء
- طيف
- الولايه او المحافظه
- المحافظة
- ستيفن
- بقوة
- بنجاح
- هذه
- مناسب
- تعرض جيد للشمس
- تركيب
- أنظمة
- أخذ
- تقنيات
- أن
- •
- المصفوفة
- من مشاركة
- then
- نظرية
- حراري
- تشبه
- توماس
- الوقت
- عنوان
- إلى
- صحيح
- اثنان
- مع
- متحد
- جامعة
- جامعة كامبريدج
- تحديث
- URL
- تستخدم
- مستعمل
- يستخدم
- استخدام
- الإصدار
- حجم
- تريد
- وكان
- موجة
- we
- حسن
- متى
- التي
- أبيض
- لمن
- سوف
- وليام
- مع
- بدون
- للعمل
- رايت
- X
- شياو
- Ye
- عام
- ينغ
- يوان
- زفيرنت