Computação quântica tolerante a falhas de observáveis ​​moleculares

Computação quântica tolerante a falhas de observáveis ​​moleculares

Carimbo de data / hora: 6 de novembro de 2023 7h23

Mark Steudtner1, Sam Morley-curto1, William Pol1, Sukin Sim1, Cristian L. Cortes2, Matthias Loipersberger2, Robert M. Parrish2, Matthias Degroote3, Nikolaj Moll3, Raffaele Santagati3 e Michael Streif3

1PsiQuantum, 700 Hansen Way, Palo Alto, CA 94304, EUA
2QC Ware Corp, Palo Alto, CA 94306, EUA
3Laboratório Quantum, Boehringer Ingelheim, 55218 Ingelheim am Rhein, Alemanha

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Sumário

Nas últimas três décadas, foram feitas reduções significativas no custo de estimativa das energias do estado fundamental dos hamiltonianos moleculares com computadores quânticos. No entanto, comparativamente pouca atenção tem sido dada à estimativa dos valores esperados de outros observáveis ​​em relação aos referidos estados fundamentais, o que é importante para muitas aplicações industriais. Neste trabalho apresentamos um novo algoritmo quântico de estimativa de valor esperado (EVE) que pode ser aplicado para estimar os valores esperados de observáveis ​​arbitrários em relação a qualquer um dos autoestados do sistema. Em particular, consideramos duas variantes de EVE: std-EVE, baseada na estimativa de fase quântica padrão, e QSP-EVE, que utiliza técnicas de processamento quântico de sinais (QSP). Fornecemos análise de erro rigorosa para ambas as variantes e minimizamos o número de fatores de fase individuais para QSPEVE. Essas análises de erros nos permitem produzir estimativas de recursos quânticos de fator constante para std-EVE e QSP-EVE em uma variedade de sistemas moleculares e observáveis. Para os sistemas considerados, mostramos que o QSP-EVE reduz a contagem de portas (Toffoli) em até três ordens de grandeza e reduz a largura do qubit em até 25% em comparação com o std-EVE. Embora as contagens estimadas de recursos permaneçam muito altas para as primeiras gerações de computadores quânticos tolerantes a falhas, nossas estimativas marcam as primeiras do tipo tanto para a aplicação da estimativa de valor esperado quanto para técnicas modernas baseadas em QSP.

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► Referências

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Citado por

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As citações acima são de Serviço citado por Crossref (última atualização com êxito em 2023-11-13 12:50:11) e SAO / NASA ADS (última atualização com êxito 2023-11-13 12:50:12). A lista pode estar incompleta, pois nem todos os editores fornecem dados de citação adequados e completos.

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