基于网格的吡嗪光动力学模拟的量子资源评估
该研究团队构建并分析了一种用于计算光激发吡嗪吸收光谱和种群动态的端到端容错量子算法的性能及资源需求。量子电路构建包含三个关键环节:采用均匀控制旋转的初始态制备、基于网格化Split Operator量子傅里叶变换(SO-QFT)方法的时变哈密顿量演化,以及包含统计相位估计与标准相位估计的高性价比测量方案。研究人员通过经典仿真验证了该任务所需的量子资源,并提出量子比特数量与门深计算的通用公式。在低维抽象体系中模拟吡嗪的振动电子动态需要17量子比特电路(门深度为),而对24种模态的全维度模拟则至少需要97量子比特电路(门深度为)。该工作为理解基于高维度波包的量子模拟(包括光诱导动态与振动光谱)建立了基础框架,为未来在容错量子计算机上模拟更大分子体系的应用奠定了基础。
