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量子计算机最有希望的应用之一是量子材料的动态模拟。当前的硬件设定了严格的限制，即在这种分解开始损坏结果之前可以运行多长时间。jarzynski平等，一种易流的定理，可以从短而非平衡动力学模拟的集合中计算平衡自由能差异，可以利用量子计算机上的短时模拟。在这里，我们提出了一种基于jarzynski平等的量子算法，用于计算量子材料的自由能。我们使用量子模拟器和实际量子硬件上的横向场模型演示了我们的算法。由于自由能是一种中央热力学特性，它允许一个人几乎可以计算物理系统的任何平衡特性，因此在future中对较大量子系统执行此算法的能力具有对广泛应用的影响，包括相位图的构建，运输特性和抗压力常数以及计算机辅助药物设计的构建。
劳伦斯·伯克利国家实验室
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