En hybrid kvantealgoritme for å oppdage koniske skjæringer

En hybrid kvantealgoritme for å oppdage koniske skjæringer

Tidsstempel: 20. februar 2024 9:32

Emiel Koridon1,2, Joana Fraxanet3, Alexandre Dauphin3,4, Lucas Visscher2, Thomas E. O'Brien5,1, og Stefano Polla5,1

1Instituut-Lorentz, Universiteit Leiden, 2300RA Leiden, Nederland
2Teoretisk kjemi, Vrije Universiteit, 1081HV Amsterdam, Nederland
3ICFO – Institut de Ciències Fotòniques, 08860 Castelldefels (Barcelona), Spania
4PASQAL SAS, 2 av. Augustin Fresnel Palaiseau, 91120, Frankrike
5Google Research, München, 80636 Bayern, Tyskland

Finn dette papiret interessant eller vil diskutere? Scite eller legg igjen en kommentar på SciRate.

Abstrakt

Koniske skjæringspunkter er topologisk beskyttede kryssinger mellom de potensielle energioverflatene til en molekylær Hamiltonian, kjent for å spille en viktig rolle i kjemiske prosesser som fotoisomerisering og ikke-strålende avslapning. De er preget av en ikke-null Berry-fase, som er en topologisk invariant definert på en lukket bane i atomkoordinatrommet, og tar verdien $pi$ når banen omkranser skjæringsmanifolden. I dette arbeidet viser vi at for ekte molekylære Hamiltonianere kan Berry-fasen oppnås ved å spore et lokalt optimum av en variasjonsansatz langs den valgte banen og estimere overlappingen mellom den initiale og endelige tilstanden med en kontrollfri Hadamard-test. Dessuten, ved å diskretisere banen til $N$-poeng, kan vi bruke $N$ enkelt Newton-Raphson-trinn for å oppdatere tilstanden vår ikke-variasjonsmessig. Til slutt, siden Berry-fasen bare kan ta to diskrete verdier (0 eller $pi$), lykkes prosedyren vår selv for en kumulativ feil avgrenset av en konstant; dette lar oss begrense den totale prøvetakingskostnaden og enkelt verifisere suksessen til prosedyren. Vi demonstrerer numerisk bruken av algoritmen vår på små leketøysmodeller av formaldiminmolekylet (${H_2C=NH}$).

En hybrid kvantealgoritme for å oppdage koniske skjæringspunkter PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikalt søk. Ai.

Utvalgt bilde: Bildet illustrerer algoritmen vår, brukt til å oppdage et konisk skjæringspunkt i energilandskapet til Formaldimin-molekylet, vist i panel (d).

Panel (a) viser energigapet som en funksjon av kjernefysiske koordinater, og fremhever det koniske skjæringspunktet og tre løkker som vi tester algoritmen vår på. Algoritmen vil returnere en Berry-fase på $pi$ kun for løkken som inneholder det koniske skjæringspunktet.

Panel (b) viser algoritmen som omtrent sporer energien til grunntilstanden langs hver av løkkene; merk at energien til den eksiterte tilstanden ikke trenger å løses.
Panel (c) viser følger én parameter av kvanteansatzen, og følger kontinuerlig tilstanden langs hver av løkkene.

Til slutt viser panel (e) den målte fasen for sløyfen som inneholder det koniske skjæringspunktet, som en funksjon av antall punkter vi bruker for å diskretisere sløyfen. Verdien $-1$ representerer en Berry-fase på $pi$ og en verdi på $+1$ representerer en Berry-fase på $0$.
Dette panelet viser at $N=9$ poeng, og et tilsvarende antall Newton-Raphson parameteroppdateringer, er tilstrekkelig for å løse det koniske skjæringspunktet.

Populært sammendrag

I det siste tiåret har variasjonskvantealgoritmer (VQA) vært i søkelyset som et potensielt paradigme for å takle kvantesimuleringsproblemer på støyende småskala kvantedatamaskiner. Det typiske kravet til resultater med høy presisjon hindrer sterkt bruken av disse algoritmene til beregningskjemi. Å oppnå denne høye presisjonen er ekstremt kostbart på grunn av kostnadene ved prøvetaking, forverret av behovet for feilreduksjon og kompleks optimalisering. Vi identifiserer et problem innen kvantekjemi som kan omgå kravet til høy presisjon, vi designer en algoritme for å løse det og benchmarker det på en liten molekylær modell.

I arbeidet vårt utvikler vi en VQA som oppdager tilstedeværelsen av et konisk skjæringspunkt ved å spore grunntilstanden rundt en løkke i kjernefysisk koordinatrom. Koniske skjæringer spiller en nøkkelrolle i fotokjemiske reaksjoner, for eksempel i synsprosessen. Å identifisere tilstedeværelsen av et konisk skjæringspunkt i en molekylær modell kan være et viktig skritt i å forstå eller forutsi de fotokjemiske egenskapene til et system.

Spørsmålet vi stiller har et diskret svar (ja/nei); dette løfter kravet til høy presisjon. Videre forenkler vi optimaliseringsproblemet ved å bruke oppdateringer med faste kostnader for å spore grunntilstanden omtrentlig, til det nødvendige presisjonsnivået. Dette gjør det mulig å bevise grenser for kostnadene til algoritmen, noe som er sjeldent i VQA-sammenheng.

Vi utfører numeriske benchmarks for algoritmen, og demonstrerer dens motstandskraft mot ulike nivåer av samplingsstøy. Vi gir offentlig ut koden vi utviklet for denne oppgaven, som inkluderer et rammeverk for orbital-optimalisert kvantekrets ansätze som støtter automatisk differensiering.

► BibTeX-data

► Referanser

[1] AK Geim og KS Novoselov. Fremveksten av grafen. Nature Materials, 6 (3): 183–191, mars 2007. ISSN 1476-4660. 10.1038/​nmat1849.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nmat1849

[2] Michael Victor Berry. Kvantefasefaktorer som følger med adiabatiske endringer. Proceedings of the Royal Society of London. A. Mathematical and Physical Sciences, 392 (1802): 45–57, mars 1984. 10.1098/​rspa.1984.0023.
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.1984.0023

[3] Wolfgang Domcke, David Yarkony og Horst Köppel, redaktører. Koniske skjæringspunkter: teori, beregning og eksperiment. Nummer v. 17 i Advanced Series in Physical Chemistry. World Scientific, Singapore ; Hackensack, NJ, 2011. ISBN 978-981-4313-44-5.

[4] David R. Yarkony. Nonadiabatisk kvantekjemi – fortid, nåtid og fremtid. Chemical Reviews, 112 (1): 481–498, januar 2012. ISSN 0009-2665. 10.1021/​cr2001299.
https://​/​doi.org/​10.1021/​cr2001299

[5] Dario Polli, Piero Altoè, Oliver Weingart, Katelyn M. Spillane, Cristian Manzoni, Daniele Brida, Gaia Tomasello, Giorgio Orlandi, Philipp Kukura, Richard A. Mathies, Marco Garavelli og Giulio Cerullo. Konisk skjæringsdynamikk for den primære fotoisomeriseringshendelsen i syn. Nature, 467 (7314): 440–443, september 2010. ISSN 1476-4687. 10.1038/​nature09346.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature09346

[6] Gloria Olaso-González, Manuela Merchán og Luis Serrano-Andrés. Ultrarask elektronoverføring i fotosyntese: Redusert feofytin- og kinoninteraksjon mediert av koniske kryss. The Journal of Physical Chemistry B, 110 (48): 24734–24739, desember 2006. ISSN 1520-6106, 1520-5207. 10.1021/​jp063915u.
https://​/​doi.org/​10.1021/​jp063915u

[7] Howard E Zimmerman. Molekylære orbitale korrelasjonsdiagrammer, Mobius-systemer og faktorer som kontrollerer bakke- og eksiterte reaksjoner. II. Journal of the American Chemical Society, 88 (7): 1566–1567, 1966. ISSN 0002-7863. 10.1021/​ja00959a053.
https://​/​doi.org/​10.1021/​ja00959a053

[8] Fernando Bernardi, Massimo Olivucci og Michael A. Robb. Potensielle energioverflatekryssninger i organisk fotokjemi. Chemical Society Reviews, 25 (5): 321–328, 1996. ISSN 0306-0012. 10.1039/​cs9962500321.
https://​/​doi.org/​10.1039/​cs9962500321

[9] Leticia González, Daniel Escudero og Luis Serrano-Andrés. Fremgang og utfordringer i beregningen av elektroniske eksiterte stater. ChemPhysChem, 13 (1): 28–51, 2012. ISSN 1439-4235. 10.1002/​cphc.201100200.
https://​/​doi.org/​10.1002/​cphc.201100200

[10] Richard P. Feynman. Simulering av fysikk med datamaskiner. International Journal of Theoretical Physics, 21 (6-7): 467-488, juni 1982. ISSN 0020-7748, 1572-9575. 10.1007/​BF02650179.
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF02650179

[11] Alán Aspuru-Guzik, Anthony D. Dutoi, Peter J. Love og Martin Head-Gordon. Simulert kvanteberegning av molekylære energier. Science, 309 (5741): 1704–1707, september 2005. 10.1126/​science.1113479.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1113479

[12] John Preskill. Quantum Computing i NISQ-tiden og utover. Quantum, 2: 79, august 2018. ISSN 2521-327X. 10.22331 / q-2018-08-06-79.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2018-08-06-79

[13] Alberto Peruzzo, Jarrod R. McClean, Peter Shadbolt, Man-Hong Yung, Xiao-Qi Zhou, Peter J. Love, Alán Aspuru-Guzik og Jeremy L. O'Brien. En variasjonsegenverdiløser på en fotonisk kvanteprosessor. Nature Communications, 5 (1): 4213, september 2014. ISSN 2041-1723. 10.1038/​ncomms5213.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms5213

[14] Jarrod R. McClean, Jonathan Romero, Ryan Babbush og Alán Aspuru-Guzik. Teorien om variasjonshybride kvante-klassiske algoritmer. New Journal of Physics, 18 (2): 023023, februar 2016. ISSN 1367-2630. 10.1088/​1367-2630/​18/​2/​023023.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​18/​2/​023023

[15] Dave Wecker, Matthew B Hastings og Matthias Troyer. Fremgang mot praktiske kvantevariasjonsalgoritmer. Physical Review A, 92 (4): 042303, oktober 2015. ISSN 1050-2947. 10.1103/​PhysRevA.92.042303.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.92.042303

[16] Jarrod R. McClean, Sergio Boixo, Vadim N. Smelyanskiy, Ryan Babbush og Hartmut Neven. Ufruktbare platåer i treningslandskap for kvantenevrale nettverk. Nature Communications, 9 (1): 4812, november 2018. ISSN 2041-1723. 10.1038/​s41467-018-07090-4.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-018-07090-4

[17] Shiro Tamiya, Sho Koh og Yuya O. Nakagawa. Beregning av ikke-diabatiske koblinger og bærfase ved hjelp av variasjonskvanteegenløsere. Phys. Rev. Research, 3: 023244, juni 2021. 10.1103/​PhysRevResearch.3.023244.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.023244

[18] Xiao Xiao, JK Freericks og AF Kemper. Robust måling av bølgefunksjonstopologi på NISQ kvantedatamaskiner, oktober 2022. URL https://​/​doi.org/​10.22331/​q-2023-04-27-987.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2023-04-27-987

[19] Bruno Murta, G. Catarina og J. Fernández-Rossier. Bærfaseestimering i portbasert adiabatisk kvantesimulering. Phys. Rev. A, 101: 020302, februar 2020. 10.1103/​PhysRevA.101.020302. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.101.020302.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.020302

[20] Hugh Christopher Longuet-Higgins, U. Öpik, Maurice Henry Lecorney Pryce og RA Sack. Studier av Jahn-Teller-effekten .II. Det dynamiske problemet. Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences, 244 (1236): 1.–16. februar 1958. 10.1098/​rspa.1958.0022.
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.1958.0022

[21] C. Alden Mead og Donald G. Truhlar. Om bestemmelse av Born–Oppenheimer kjernefysiske bevegelsesbølgefunksjoner inkludert komplikasjoner på grunn av koniske skjæringer og identiske kjerner. The Journal of Chemical Physics, 70 (5): 2284–2296, mars 1979. ISSN 0021-9606. 10.1063/​1.437734.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.437734

[22] Ilya G. Ryabinkin, Loïc Joubert-Doriol og Artur F. Izmaylov. Geometriske faseeffekter i ikke-diabatisk dynamikk nær koniske kryss. Accounts of Chemical Research, 50 (7): 1785–1793, juli 2017. ISSN 0001-4842. 10.1021/​acs.accounts.7b00220.
https://​/​doi.org/​10.1021/​acs.accounts.7b00220

[23] Jacob Whitlow, Zhubing Jia, Ye Wang, Chao Fang, Jungsang Kim og Kenneth R. Brown. Simulering av koniske skjæringer med fangede ioner, februar 2023. URL https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2211.07319.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2211.07319

[24] Christophe H. Valahu, Vanessa C. Olaya-Agudelo, Ryan J. MacDonell, Tomas Navickas, Arjun D. Rao, Maverick J. Millican, Juan B. Pérez-Sánchez, Joel Yuen-Zhou, Michael J. Biercuk, Cornelius Hempel, Ting Rei Tan og Ivan Kassal. Direkte observasjon av geometrisk fase i dynamikk rundt et konisk skjæringspunkt. Nature Chemistry, 15 (11): 1503–1508, november 2023. ISSN 1755-4330, 1755-4349. 10.1038/​s41557-023-01300-3.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41557-023-01300-3

[25] Christopher S. Wang, Nicholas E. Frattini, Benjamin J. Chapman, Shruti Puri, Steven M. Girvin, Michel H. Devoret og Robert J. Schoelkopf. Observasjon av bølge-pakkeforgrening gjennom et konstruert konisk skjæringspunkt. Physical Review X, 13 (1): 011008, januar 2023. ISSN 2160-3308. 10.1103/​PhysRevX.13.011008.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.13.011008

[26] Emiel Koridon og Stefano Polla. auto_oo: et autodifferensierbart rammeverk for molekylær orbital-optimaliserte variasjonskvantealgoritmer. Zenodo, februar 2024. URL https://​/​doi.org/​10.5281/​zenodo.10639817.
https: / / doi.org/ 10.5281 / zenodo.10639817

[27] E. Teller. Krysset av potensielle overflater. The Journal of Physical Chemistry, 41 (1): 109–116, januar 1937. ISSN 0092-7325. 10.1021/​j150379a010.
https://​/​doi.org/​10.1021/​j150379a010

[28] G. Herzberg og HC Longuet-Higgins. Skjæringspunktet mellom potensielle energioverflater i polyatomiske molekyler. Discussions of the Faraday Society, 35 (0): 77–82, januar 1963. ISSN 0366-9033. 10.1039/​DF9633500077.
https://​/​doi.org/​10.1039/​DF9633500077

[29] Trygve Helgaker, Poul Jørgensen, og Jeppe Olsen. Molekylær elektronisk-strukturteori. Wiley, første utgave, august 2000. ISBN 978-0-471-96755-2 978-1-119-01957-2. 10.1002/​9781119019572.
https: / / doi.org/ 10.1002 / 9781119019572

[30] R. Broer, L. Hozoi og WC Nieuwpoort. Ikke-ortogonale tilnærminger til studiet av magnetiske interaksjoner. Molecular Physics, 101 (1-2): 233-240, januar 2003. ISSN 0026-8976. 10.1080/​0026897021000035205.
https: / / doi.org/ 10.1080 / 0026897021000035205

[31] Valera Veryazov, Per Åke Malmqvist og Björn O. Roos. Hvordan velge aktivt rom for multikonfigurasjonell kvantekjemi? International Journal of Quantum Chemistry, 111 (13): 3329–3338, 2011. ISSN 1097-461X. 10.1002/​qua.23068.
https: / / doi.org/ 10.1002 / qua.23068

[32] David R. Yarkony. Diabolske koniske skjæringspunkter. Reviews of Modern Physics, 68 (4): 985–1013, oktober 1996. 10.1103/​RevModPhys.68.985.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.68.985

[33] C. Alden Mead. Den molekylære Aharonov-Bohm-effekten i bundne tilstander. Chemical Physics, 49 (1): 23–32, juni 1980. ISSN 0301-0104. 10.1016/​0301-0104(80)85035-X.
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0301-0104(80)85035-X

[34] Stuart M. Harwood, Dimitar Trenev, Spencer T. Stober, Panagiotis Barkoutsos, Tanvi P. Gujarati, Sarah Mostame og Donny Greenberg. Forbedring av Variational Quantum Eigensolver ved hjelp av Variational Adiabatic Quantum Computing. ACM Transactions on Quantum Computing, 3 (1): 1:1–1:20, januar 2022. ISSN 2643-6809. 10.1145/​3479197.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3479197

[35] C. Alden Mead. Den "ikke-kryssende" regelen for elektroniske potensielle energioverflater: Rollen til tidsreverseringsinvarians. The Journal of Chemical Physics, 70 (5): 2276–2283, mars 1979. ISSN 0021-9606. 10.1063/​1.437733.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.437733

[36] Rodney J. Bartlett, Stanislaw A. Kucharski og Jozef Noga. Alternativ koblet-klynge ansätze II. Den enhetlige koblede klyngemetoden. Chemical Physics Letters, 155 (1): 133–140, februar 1989. ISSN 0009-2614. 10.1016/​S0009-2614(89)87372-5.
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0009-2614(89)87372-5

[37] Jonathan Romero, Ryan Babbush, Jarrod R. McClean, Cornelius Hempel, Peter J. Love og Alán Aspuru-Guzik. Strategier for kvanteberegning av molekylære energier ved bruk av den enhetlig koplede klyngeansatz. Quantum Science and Technology, 4 (1): 014008, oktober 2018. ISSN 2058-9565. 10.1088/​2058-9565/​aad3e4.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​2058-9565/​aad3e4

[38] Gian-Luca R. Anselmetti, David Wierichs, Christian Gogolin og Robert M. Parrish. Lokale, uttrykksfulle, kvantenummerbevarende vqe ansatze for fermioniske systemer. New Journal of Physics, 23, 4 2021. 10.1088/​1367-2630/​ac2cb3.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ac2cb3

[39] Maria Schuld, Ville Bergholm, Christian Gogolin, Josh Izaac og Nathan Killoran. Evaluering av analytiske gradienter på kvantemaskinvare. Physical Review A, 99 (3): 032331, mars 2019. ISSN 2469-9926, 2469-9934. 10.1103/​PhysRevA.99.032331.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.032331

[40] Hans Jørgen Aa. Jensen og Poul Jørgensen. En direkte tilnærming til andre-ordens MCSCF-beregninger ved bruk av et normutvidet optimaliseringsskjema. The Journal of Chemical Physics, 80 (3): 1204–1214, februar 1984. ISSN 0021-9606. 10.1063/​1.446797.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.446797

[41] Benjamin Helmich-Paris. En tillitsregion utvidet hessisk implementering for begrensede og ubegrensede Hartree-Fock- og Kohn-Sham-metoder. The Journal of Chemical Physics, 154 (16): 164104, april 2021. ISSN 0021-9606. 10.1063/​5.0040798.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 5.0040798

[42] Thomas E. O'Brien, Stefano Polla, Nicholas C. Rubin, William J. Huggins, Sam McArdle, Sergio Boixo, Jarrod R. McClean og Ryan Babbush. Feilredusering via bekreftet faseestimering. PRX Quantum, 2 (2), okt 2021. 10.1103/​prxquantum.2.020317.
https: / / doi.org/ 10.1103 / prxquantum.2.020317

[43] Stefano Polla, Gian-Luca R. Anselmetti og Thomas E. O'Brien. Optimalisering av informasjonen som trekkes ut av en enkelt qubit-måling. Physical Review A, 108 (1): 012403, juli 2023. 10.1103/​PhysRevA.108.012403.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.108.012403

[44] Jorge Nocedal og Stephen J. Wright. Numerisk optimalisering. Springer Series in Operations Research. Springer, New York, 2. utgave, 2006. ISBN 978-0-387-30303-1.

[45] Eugene P. Wigner. Karakteristiske vektorer av kantede matriser med uendelige dimensjoner. Annals of Mathematics, 62 (3): 548–564, 1955. ISSN 0003-486X. 10.2307/​1970079.
https: / / doi.org/ 10.2307 / 1970079

[46] Saad Yalouz, Bruno Senjean, Jakob Günther, Francesco Buda, Thomas E O'Brien og Lucas Visscher. En tilstandsgjennomsnittet orbitaloptimalisert hybrid kvante-klassisk algoritme for en demokratisk beskrivelse av bakke- og eksiterte tilstander. Quantum Science and Technology, 6 (2): 024004, jan 2021. ISSN 2058-9565. 10.1088/​2058-9565/​abd334.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 2058-9565 / abd334

[47] Saad Yalouz, Emiel Koridon, Bruno Senjean, Benjamin Lasorne, Francesco Buda og Lucas Visscher. Analytiske ikke-diabatiske koblinger og gradienter innenfor den tilstandsgjennomsnittede orbitaloptimerte variasjonskvanteegenløseren. Journal of Chemical Theory and Computation, 18 (2): 776–794, 2022. 10.1021/​acs.jctc.1c00995. PMID: 35029988.
https: / / doi.org/ 10.1021 / acs.jctc.1c00995

[48] Per‐Olov Löwdin. Om ikke-ortogonalitetsproblemet knyttet til bruken av atombølgefunksjoner i teorien om molekyler og krystaller. The Journal of Chemical Physics, 18 (3): 365–375, 1950. 10.1063/​1.1747632.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1747632

[49] Xavier Bonet-Monroig, Ryan Babbush og Thomas E. O'Brien. Nesten optimal måleplanlegging for delvis tomografi av kvantetilstander. Physical Review X, 10 (3): 031064, september 2020. 10.1103/​PhysRevX.10.031064.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.10.031064

[50] Vera von Burg, Guang Hao Low, Thomas Häner, Damian S. Steiger, Markus Reiher, Martin Roetteler og Matthias Troyer. Kvantedatabehandling forbedret beregningskatalyse. Physical Review Research, 3 (3): 033055, juli 2021. ISSN 2643-1564. 10.1103/​PhysRevResearch.3.033055.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.033055

[51] Jeffrey Cohn, Mario Motta og Robert M. Parrish. Kvantefilterdiagonalisering med komprimerte dobbeltfaktoriserte Hamiltonians. PRX Quantum, 2 (4): 040352, desember 2021. 10.1103/​PRXQuantum.2.040352.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.040352

[52] 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, Charles Neill, Hartmut Neven, 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 og Adam Zalcman. Hartree-Fock på en superledende qubit kvantedatamaskin. Science, 369 (6507): 1084–1089, august 2020. ISSN 0036-8075. 10.1126/​science.abb9811.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.abb9811

[53] Patrick Huembeli og Alexandre Dauphin. Karakteriserer tapslandskapet til variasjonelle kvantekretser. Quantum Science and Technology, 6 (2): 025011, februar 2021. ISSN 2058-9565. 10.1088/​2058-9565/​abdbc9.
https://​/​doi.org/​10.1088/​2058-9565/​abdbc9

[54] Hirotoshi Hirai. Eksitert tilstand molekylær dynamikksimulering basert på variasjonskvantealgoritmer, november 2022. URL https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2211.02302.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2211.02302

[55] Vlasta Bonačić-Koutecký og Josef Michl. Photochemicalsyn-anti-isomerisering av en Schiff-base: En todimensjonal beskrivelse av et konisk skjæringspunkt i formaldimin. Theoretica chimica acta, 68 (1): 45–55, juli 1985. ISSN 1432-2234. 10.1007/​BF00698750.
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF00698750

[56] Robert R. Birge. Arten av de primære fotokjemiske hendelsene i rhodopsin og bacteriorhodopsin. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Bioenergetics, 1016 (3): 293–327, april 1990. ISSN 0005-2728. 10.1016/​0005-2728(90)90163-X.
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0005-2728(90)90163-X

[57] M Chahre. Trigger- og forsterkningsmekanismer i visuell fototransduksjon. Annual Review of Biophysics and Biophysical Chemistry, 14 (1): 331–360, 1985. 10.1146/​annurev.bb.14.060185.001555.
https://​/​doi.org/​10.1146/​annurev.bb.14.060185.001555

[58] Ville Bergholm, Josh Izaac, Maria Schuld, Christian Gogolin, Shahnawaz Ahmed, Vishnu Ajith, M. Sohaib Alam, Guillermo Alonso-Linaje, B. AkashNarayanan, Ali Asadi, Juan Miguel Arrazola, Utkarsh Azad, Sam Banning, Carsten Blank, Thomas R Bromley, Benjamin A. Cordier, Jack Ceroni, Alain Delgado, Olivia Di Matteo, Amintor Dusko, Tanya Garg, Diego Guala, Anthony Hayes, Ryan Hill, Aroosa Ijaz, Theodor Isacsson, David Ittah, Soran Jahangiri, Prateek Jain, Edward Jiang , Ankit Khandelwal, Korbinian Kottmann, Robert A. Lang, Christina Lee, Thomas Loke, Angus Lowe, Keri McKiernan, Johannes Jakob Meyer, JA Montañez-Barrera, Romain Moyard, Zeyue Niu, Lee James O'Riordan, Steven Oud, Ashish Panigrahi , Chae-Yeun Park, Daniel Polatajko, Nicolás Quesada, Chase Roberts, Nahum Sá, Isidor Schoch, Borun Shi, Shuli Shu, Sukin Sim, Arshpreet Singh, Ingrid Strandberg, Jay Soni, Antal Száva, Slimane Thabet, Rodrigo A. Vargas- Hernández, Trevor Vincent, Nicola Vitucci, Maurice Weber, David Wierichs, Roeland Wiersema, Moritz Willmann, Vincent Wong, Shaoming Zhang og Nathan Killoran. PennyLane: Automatic differentiation of hybrid quantum-classical computations, juli 2022. URL https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1811.04968.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1811.04968

[59] Qiming Sun, Xing Zhang, Samragni Banerjee, Peng Bao, Marc Barbry, Nick S. Blunt, Nikolay A. Bogdanov, George H. Booth, Jia Chen, Zhi-Hao Cui, Janus J. Eriksen, Yang Gao, Sheng Guo, Jan Hermann, Matthew R. Hermes, Kevin Koh, Peter Koval, Susi Lehtola, Zhendong Li, Junzi Liu, Narbe Mardirossian, James D. McClain, Mario Motta, Bastien Mussard, Hung Q. Pham, Artem Pulkin, Wirawan Purwanto, Paul J. Robinson, Enrico Ronca, Elvira R. Sayfutyarova, Maximilian Scheurer, Henry F. Schurkus, James ET Smith, Chong Sun, Shi-Ning Sun, Shiv Upadhyay, Lucas K. Wagner, Xiao Wang, Alec White, James Daniel Whitfield, Mark J Williamson, Sebastian Wouters, Jun Yang, Jason M. Yu, Tianyu Zhu, Timothy C. Berkelbach, Sandeep Sharma, Alexander Yu. Sokolov og Garnet Kin-Lic Chan. Nylig utvikling i PySCF-programpakken. The Journal of Chemical Physics, 153 (2): 024109, juli 2020. ISSN 0021-9606. 10.1063/​5.0006074.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 5.0006074

[60] William J. Huggins, Jarrod R. McClean, Nicholas C. Rubin, Zhang Jiang, Nathan Wiebe, K. Birgitta Whaley og Ryan Babbush. Effektive og støymotstandsdyktige målinger for kvantekjemi på korttidskvantedatamaskiner. npj Quantum Information, 7 (1): 1–9, februar 2021. ISSN 2056-6387. 10.1038/​s41534-020-00341-7.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-020-00341-7

[61] Andrew Zhao, Nicholas C. Rubin og Akimasa Miyake. Fermionisk delvis tomografi via klassiske skygger. Physical Review Letters, 127 (11): 110504, september 2021. ISSN 0031-9007, 1079-7114. 10.1103/​PhysRevLett.127.110504.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.110504

[62] Seonghoon Choi, Tzu-Ching Yen og Artur F. Izmaylov. Forbedre kvantemålinger ved å introdusere "spøkelse" Pauli-produkter. Journal of Chemical Theory and Computation, 18 (12): 7394–7402, desember 2022. ISSN 1549-9618, 1549-9626. 10.1021/​acs.jctc.2c00837.
https: / / doi.org/ 10.1021 / acs.jctc.2c00837

[63] Alexander Gresch og Martin Kliesch. Garantert effektiv energiestimering av kvante-mangelkropps-hamiltonianere ved bruk av ShadowGrouping, september 2023. URL https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2301.03385.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2301.03385

[64] Emiel Koridon, Saad Yalouz, Bruno Senjean, Francesco Buda, Thomas E. O'Brien og Lucas Visscher. Orbitale transformasjoner for å redusere 1-normen til den elektroniske strukturen hamiltonian for kvantedatabehandlingsapplikasjoner. Phys. Rev. Res., 3: 033127, august 2021. 10.1103/​PhysRevResearch.3.033127.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.033127

[65] Edward G. Hohenstein, Oumarou Oumarou, Rachael Al-Saadon, Gian-Luca R. Anselmetti, Maximilian Scheurer, Christian Gogolin og Robert M. Parrish. Efficient Quantum Analytic Nuclear Gradients with Double Factorization, juli 2022. URL https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2207.13144.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2207.13144

[66] David Wierichs, Josh Izaac, Cody Wang og Cedric Yen-Yu Lin. Generelle parameterskiftregler for kvantegradienter. Quantum, 6: 677, mars 2022. ISSN 2521-327X. 10.22331/​q-2022-03-30-677. URL https://​/​doi.org/​10.22331/​q-2022-03-30-677.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2022-03-30-677

[67] Nicholas C Rubin, Ryan Babbush og Jarrod McClean. Anvendelse av fermioniske marginale begrensninger på hybride kvantealgoritmer. New Journal of Physics, 20 (5): 053020, mai 2018. 10.1088/​1367-2630/​aab919. URL https://​/​dx.doi.org/​10.1088/​1367-2630/​aab919.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aab919

[68] James Stokes, Josh Izaac, Nathan Killoran og Giuseppe Carleo. Quantum Natural Gradient. Quantum, 4: 269, mai 2020. ISSN 2521-327X. 10.22331/​q-2020-05-25-269. URL https://​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-05-25-269.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-05-25-269

[69] Johannes Jakob Meyer. Fisher-informasjon i støyende kvanteapplikasjoner i mellomskala. Quantum, 5: 539, september 2021. ISSN 2521-327X. 10.22331/​q-2021-09-09-539.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-09-09-539

[70] Shun-ichi Amari. Naturlig gradient fungerer effektivt i læring. Neural Computation, 10 (2): 251–276, 02 1998. ISSN 0899-7667. 10.1162/​089976698300017746.
https: / / doi.org/ 10.1162 / 089976698300017746

[71] Tengyuan Liang, Tomaso Poggio, Alexander Rakhlin og James Stokes. Fisher-Rao Metric, Geometry, and Complexity of Neural Networks, februar 2019. URL https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1711.01530.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1711.01530

[72] János K. Asóth, László Oroszlány og András Pályi. Et kort kurs om topologiske isolatorer: båndstruktur og kanttilstander i én og to dimensjoner. Springer, 2016. ISBN 9783319256078 9783319256054.

[73] J. Zak. Berrys fase for energibånd i faste stoffer. Phys. Rev. Lett., 62: 2747–2750, juni 1989. 10.1103/​PhysRevLett.62.2747.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.62.2747

[74] Yasuhiro Hatsugai. Kvantiserte bærfaser som en lokal ordensparameter for en kvantevæske. Journal of the Physical Society of Japan, 75 (12): 123601, 2006. 10.1143/​JPSJ.75.123601.
https: / / doi.org/ 10.1143 / JPSJ.75.123601

[75] Takahiro Fukui, Yasuhiro Hatsugai og Hiroshi Suzuki. Chern-tall i diskretisert brillouin-sone: Effektiv metode for å beregne (spinn) hallkonduktanser. Journal of the Physical Society of Japan, 74 (6): 1674–1677, 2005. 10.1143/​JPSJ.74.1674.
https: / / doi.org/ 10.1143 / JPSJ.74.1674

[76] Shiing-shen Chern. Karakteristiske klasser av hermitiske manifolder. Annals of Mathematics, 47 (1): 85–121, 1946. ISSN 0003-486X. 10.2307/​1969037.
https: / / doi.org/ 10.2307 / 1969037

[77] Roberta Citro og Monika Aidelsburger. Thouless pumping og topologi. Nature Reviews Physics, 5 (2): 87–101, januar 2023. ISSN 2522-5820. 10.1038/​s42254-022-00545-0.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42254-022-00545-0

[78] DJ Thouless. Stabilitetsforhold og kjernefysiske rotasjoner i Hartree-Fock-teorien. Nuclear Physics, 21: 225–232, november 1960. ISSN 0029-5582. 10.1016/​0029-5582(60)90048-1.
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0029-5582(60)90048-1

Sitert av

[1] Kumar JB Ghosh og Sumit Ghosh, "Utforsking av eksotiske konfigurasjoner med uregelmessige funksjoner med dyp læring: Anvendelse av klassisk og kvanteklassisk hybrid anomalideteksjon", Fysisk gjennomgang B 108 16, 165408 (2023).

Sitatene ovenfor er fra SAO / NASA ADS (sist oppdatert vellykket 2024-02-20 14:35:39). Listen kan være ufullstendig fordi ikke alle utgivere gir passende og fullstendige sitasjonsdata.

Kunne ikke hente Crossref sitert av data under siste forsøk 2024-02-20 14:35:38: Kunne ikke hente siterte data for 10.22331 / q-2024-02-20-1259 fra Crossref. Dette er normalt hvis DOI nylig ble registrert.

Denne artikkelen er utgitt i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) tillatelse. Opphavsrett forblir hos de opprinnelige rettighetshaverne som forfatterne eller institusjonene deres.

Tidstempel:

Mer fra Kvantejournal