一种最大化LUCJ拟设量子资源的量子多编程框架
在量子计算领域,高效的资源管理对于优化云平台吞吐量和最大化硬件利用率至关重要。本研究提出了一种通过量子多编程方法,利用局域酉团簇Jastrow(LUCJ)拟设来解决量子化学问题的方案。分子体系的基态能量通过基于样本的量子对角化(SQD)方法获得,并进一步由其扩展版本(ext-SQD)进行精炼。基于已支持通用任务并行执行功能的Qiskit Experiments软件包,该团队开发了一种专为量子化学问题设计的新型并行实验类。串扰是多编程框架中已知的问题,可能会破坏模拟体系的基态能量估计。为评估该方法中串扰的影响,该团队模拟了乙醇分子的两种构象:平衡态构象(EtOH$_{Eq}$)和O-H键拉伸至1.2 Å的构象(EtOH$_{1.2}$)。该团队定义了三种不同的布局,并以随机化方式执行,在10个独立重复实验中交替进行串行和并行执行。每个电路的单一模式作为基线,用于评估量子多编程引起的串扰效应。将第一次、最后一次及ext-SQD迭代获得的能量与经典的热浴组态相互作用(HCI)参考值进行了比较。研究结果凸显了量子多编程工作流在量子化学中的可行性,因为稳健的后处理协议能有效缓解可能的串扰诱导噪声。在构型恢复过程的最后一步,与HCI参考值相比,能量差异可忽略不计,在0.001 kcal/mol以内。

