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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
量子電腦有望徹底改變我們模擬分子的能力，並且基於雲端的硬體正變得越來越多的研究人員能夠使用。量子相位估計和變分量子本徵求解器等演算法正在小型系統中積極開發和演示。然而，極其有限的量子位元數量和低保真度嚴重限制了有用的應用，特別是在難以開發緊湊軌道基礎的結晶相中。為了解決這個難題，我們提出了一種混合量子經典演算法來求解由適當的緊束縛模型所描述的任何週期系統的能帶結構。我們透過使用具有越來越現實的雜訊水平的模擬器來計算每個位點具有 1 個 s 和 3 個 p 軌道的簡單立方晶體（釙的簡單模型）的能帶結構來展示我們的演算法，並最終在 IBM 量子電腦上進行計算。我們的結果表明，該演算法在低雜訊設備中是可靠的，在當今有雜訊的量子電腦上以低精度運行，並且顯示出與每個晶胞的緊密束縛軌道數量 M 成比例的 omega(M-3) 的複雜性，類似於其經典對應物。我們的模擬提供了對「量子」思維的新見解，並展示瞭如何在特殊情況下（例如能帶結構計算）優化當今正在積極開發的演算法。