变分量子本征求解器算法的高效量子信息启发式拟设:在原子系统中的应用

该研究团队提出了一种受量子信息启发的变分量子本征求解器(VQE)拟设方案,并展示了其在计算原子系统基态能量方面的卓越性能。区别于启发式方法,该方案从近似多量子比特目标态出发,利用冯·诺伊曼熵和量子互信息这两个量子信息理论量来构建拟设。目标态中编码的量子信息帮助研究人员设计出独特模块,并识别多量子比特系统中具有最大量子关联的量子比特对,从而可在参数化量子电路中确定性布置双量子比特纠缠门。研究发现,相较于VQE黄金标准——酉耦合簇(UCC)拟设,该方案具有电路深度显著降低的优势(最多减少99%的双量子比特门),同时保持计算精度。在针对12量子比特(或12个自旋轨道)的无噪声计算测试中,仅使用两个模块的拟设方案所得能量值与完全活性空间组态相互作用值的相对精度达到99.99%。

量科快讯