弗吉尼亚理工大学设计新算法实现了先进的量子模拟

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7月26日消息,今天所设想大型、可纠正错误的量子计算机可能还必须几十年的时间,但科学家们正积极地试图找到使用现有和近期量子避免器来避免有用问题图片的最好的最好的依据,尽管可能错误或“噪音”而受到限制。一三个小多多关键的应用是模拟分子形态,从长远来看,这将助于材料改进和药物发现的进步,但过多可能嘈杂的计算而混淆结果。现在,弗吉尼亚理工大学一三个小多多化学和物理研究小组设计了有一种算法,可不会 能在嘈杂的量子计算机上更有效地计算分子性质,从而实现了先进的量子模拟。

弗吉尼亚理工大学科学数学院的教员Ed Barnes, Sophia Economou和Nick Mayhall在《自然通讯》上发表了这项研究成果。亲戚我们我们 期望量子计算机不会 比现在使用的“经典”计算机更有效地进行过多类型计算。然而与经典计算机累似 之指在于,量子计算机通过将逻辑门序列(在研究中是“量子门”,它们共同构成量子电路)应用于信息比特来运行算法。对于今天有噪声的量子计算机来说,问题图片在于过多的噪声会部分在一三个小多多电路中,以致于计算会降低,并使但是的计算变得不准确。

科学家们没能设计出既短又准确的电路,弗吉尼亚理工大学的团队通过开发有一种以迭代最好的最好的依据增长电路的最好的最好的依据避免了累似 问题图片。化学系助理教授梅霍尔(Mayhall)说:亲戚我们我们 从一三个小多多最小的电路但是结束,因此在短路中一三个小多多接一三个小多多地增加逻辑门,直到计算机找到避免方案。该算法的第一三个小主要优点是,Barnes、Economou和Mayhall根据模拟的分子系统对其进行了自我调整。不同分子将决定亲戚我们我们 此人 的电路,为亲戚我们我们 量身定做。

弗吉尼亚理工大学化学系和物理系之间的跨学科战略协作(barnes、Economou和Mayhall以及来自累似 一三个小多多系的研究生和博士后团队)可能获得了国家科学基金会和美国能源部总计2100多万美元的资助。弗吉尼亚理工大学和IBM建立了战略协作关系,允许研究人员使用IBM的量子计算硬件。物理系副教授伊科诺穆(Economou)说:在弗吉尼亚理工大学的团队对亲戚我们我们 下一步的工作非常兴奋,其中包括在IBM避免器上实现亲戚我们我们 的算法。化学系统的量子模拟是量子计算机近期最有前途的应用之一。

变分量子本征求解器是有一种在量子硬件上进行分子模拟的领先算法,但它有一三个小多多严重的局限性,那本来通常依赖于预先选择的波函数ansatz,从而得到近似波函数和能量。新研究提出了一三个小多多任意精确的变分算法,它就有预先固定一三个小多多ansatz,本来系统地以模拟分子的最好的最好的依据一次增加一三个小多多操作符。这产生了一三个小多多ansatz与絮状的参数,原因浅角度电路。研究提供了数值模拟,包括一三个小多多典型的强相关分子,这表明算法在电路角度和生协会度方面都比单一耦合聚类最好的最好的依据表现得好得多,探究结果强调了自适应算法在当前和近期量子硬件精确模拟中的潜力。

文章来源:博科园