由大阪市大学左:|ψ⟩|ψ⟩和exp( - -eiet)| 1×|ψ⟩|ψ⟩总能量e
紫色中的弯曲箭头表明|ψ⟩及时的相位演化
右:Exp(-ie0t)| 0×0⟩和exp(-ie1t)|ψ1 ⟩能够直接
(紫色)直接曲线
弯曲的箭头表示弯曲的箭头表明|ψ0⟩的相位演化分别学分:K
Sugisaki,K
佐藤和TTakui作为新闻报道的journ大阪城大学研究生院的研究人员开发了一种量子算法,可以通过直接计算其相关国家的能量差来了解原子或分子系统的电子状态
实施作为贝叶斯相不同的估计,该算法通过不关注由前后和后阶段计算的总能量的差异,而是通过遵循能量差本身的演变
“几乎所有化学问题都讨论了分子本身的能量差异,”研究铅和专门指定的讲师Kenji sugisaki“也是kenji sugisaki,”同样,具有大量的重度原子的分子大总能量,但化学中讨论的能量差异的大小,例如电子激发状态和电离能量,并不依赖于分子的大小
“”这个想法带领Sugisaki和他的团队实施一个量子算法直接计算能量差异而不是总能量,创造了可扩展或实用量子计算机使我们能够进行实际化学研究和材料的发展
Currently,量子计算机能够执行具有称为量子相位估计(QPE)的量子算法的最佳分子能量的完整配置相互作用(全CI)计算,注意到可大量分子系统的全CI计算是棘手的超级计算机
QPE依赖于波浪函数,其表示微观系统的量子状态的数学描述 - 在这种情况下,Schrödinger方程的数学解之式的微观系统如根据其总能量在常规QPE中,原子或分子时间进化改变其相位,量子叠加状态(| 0×+ | 1×1×2是)准备,并引入了受控时间Evo稀释操作员在第一个Qubit指定|1⟩状态
时才会及时演变,因此,|1⟩状态在时间内产生了延伸后的量子阶段,而|0⟩状态前进化前的前进和后续过程之间的相位差给出了系统的总能量
大阪市大学的研究人员概括了传统QPE到直接计算两个相关量子态之间的总能量的差异在新实施的量子算法中被称为贝叶斯相差估计(BPDE),两个波函数的叠加,(| 0°|ψ0⟩+ | 1⟩1⟩)/√2,其中|ψ0⟩和|ψ1⟩分别表示与每个状态相关的波函数,并获得DI在叠加的时间演变直接给出涉及的两个波函数之间的总能量之后的阶段| f0⟩和| f1⟩在
中的总能量之后随时间的能量差异,不太容易出于单独计算原子或分子的总能量
,因此算法套件需要在能量中需要精确准确性的化学问题
“国家研究主管和Emeritus Takeji Takui
此前,该研究组开发了一种量子算法,该算法直接计算电子状态(旋转状态)与不同的旋转量子数(k
Sugisaki,K
ToyoTA,K
佐藤,d
盐见,T
Takui,化学式
科学[
2021,12,2121年至2132年
该算法需要比传统QPE更多的QPE,并且不能应用于具有等于自旋量子数的电子状态之间的能量差计算,这对于光谱很重要UV可见吸收光谱的分配
在该研究中开发的BPDE算法克服了这些问题,使其成为高通用量子算法
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