超导量子比特计算机上的Hartree-Fock

精确的电子结构计算被认为是量子计算最令人期待的应用之一，它将给理论化学和其他相关领域带来革命性的变化。使用Google Sycamore量子处理器，Google AI Quantum和合作者对两个中等规模的化学问题进行了变分量子本征解算器(VQE)模拟：氢链的结合能(长达H12)和双氮烯的异构化机理(见袁的观点)。这些模拟是在多达12个量子比特上进行的，涉及多达72个两量子比特的门，并表明当VQE与误差缓解策略相结合时，有可能达到化学精度。所提出的VQE算法的关键构件有可能扩展到不能经典模拟的更大的系统。科学，这一问题，第[1084]页[1]；另见第[1054]页[2]费米子系统的模拟是量子计算最期待的应用之一。我们用多达12个量子比特进行了几个量子化学的量子模拟，包括模拟双氮烯的异构化机理。我们还展示了基于N表示能力的错误缓解策略，显著提高了实验的有效保真度。我们的参数化的ANSATZ电路实现了非相互作用费米子演化的吉文斯旋转方法，我们对其进行了变分优化，以制备Hartree-Fock波函数。这个无处不在的算法原语在经典上易于模拟，但仍然在计算基础上产生高度纠缠态，这使得我们能够评估我们硬件的性能，并为扩大关联量子化学模拟奠定基础。[1]：/Lookup/doi/10.1126/cience.abb9811[2]：/lookup/doi/10.1126/cience.abd3880