在NISQ量子硬件上执行大型电路以模拟核磁共振光谱

随着量子计算技术的最新进展,我们正逐渐从受限于量子比特数量且受量子噪声困扰的“嘈杂中型量子(NISQ)时代”,迈向“量子实用化时代”——最新硬件与软件方法的结合使得解决传统经典方法难以应对的问题成为可能。其中一大难题是一维核磁共振(1D NMR)谱的模拟,这是研究分子结构以助力新材料或药物设计的重要工具。该研究团队结合Q-CTRL公司先进的误差缓解与抑制技术、IBM最新商用超导量子计算机以及IonQ的离子阱量子计算机,实现了液态高场条件下34个自旋系统的一维NMR量子哈密顿量模拟。该工作通过降低量子噪声,将均方误差改善22倍,显著提升了深量子线路的执行能力,成功获取了16自旋、22自旋系统及突破全刘维尔空间模拟极限(32自旋的刘维尔极限)的34自旋系统的一维NMR谱关键特征。这项研究标志着核磁共振光谱领域向近期量子实用化迈出了重要一步。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-12-16 15:47

量科快讯