量子退火器是量子计算的另一种方法,它利用绝热定理有效地找到物理上可实现的哈密顿量的基态。此类设备目前已在市场上销售,并已成功应用于多个组合和离散优化问题。然而,由于难以将分子系统映射到伊辛模型哈密顿量,量子退火器在化学问题中的应用仍然是一个相对稀少的研究领域。在本文中,我们回顾了两种使用基于伊辛模型的量子退火器寻找分子哈密顿量的基态的不同方法。此外,我们通过计算 H + 3 和 H 2 O 分子的结合能、键长和键角并映射它们的势能曲线来比较每种方法的相对有效性。我们还通过确定使用各种参数值模拟每个分子所需的量子比特数和计算时间来评估每种方法的资源需求。虽然每种方法都能够准确预测小分子的基态特性,但我们发现它们仍然不如现代经典算法,并且资源需求的扩展仍然是一个挑战。
近年来,人们对各种自旋模型的兴趣越来越高,这些模型在常规晶格上定义,但仍具有“分形”特性。这些包括旋转液体模型的大规模旋转液体模型,其中在具有分形支撑的操作员的角落产生了固定的拓扑激发,或具有对分形子系统的对称性的自旋模型。前者的一个例子是Haah的代码[1],这是II型[2]分形式拓扑顺序[2-12]的经典模型。这样的3D阶段的特征是严格不动的拓扑准刺激。作为quantum代码,它们缺乏类似弦的逻辑运算符,而是在位点的分形子集上支持逻辑运算符。这些代码的分形性质导致有望作为量子记忆[13 - 15]。在各种环境中,更常规的分裂阶段受到了极大的关注[16-54]。后一种分形模型的一个例子是分形模型[55]。这些是正方形上的经典自旋模型,具有对称性的对称性,可以在位点的分形子集上旋转旋转。这些已被研究为经典代码[56 - 58]的信息 -
量子退火器是量子计算的替代方法,它利用绝热定理有效地找到了可实现的哈密顿量的基态。此类设备当前可商购,并已成功应用于多个组合和离散优化问题。然而,由于难以将分子系统映射到伊辛模型汉密尔 - 汉密斯尼亚人,因此将量子试剂应用于化学问题仍然是一个相对稀疏的研究领域。在本文中,我们回顾了使用基于ISING模型的量子退火器找到分子哈密顿量的基础状态的两种不同的方法。另外,我们通过计算H + 3和H 2 O分子的结合能,键长和键角并映射其势能曲线的相对有效性。我们还通过确定使用各种参数值模拟每个分子所需的量子数和计算时间来评估每种方法的资源要求。虽然这些方法中的每一种都能够准确预测小分子的基态特性,但我们发现它们仍然超过现代经典算法的表现,并且资源需求的扩展仍然是一个挑战。
当以 QUBO(二次无约束二进制优化)或 Ising 形式表示时,量子退火器提供了一种计算 NP 难题高质量解决方案的有效方法。这是通过将问题映射到量子芯片的物理量子比特和耦合器上来实现的,在称为量子退火的过程之后,从中读取解决方案。然而,这个过程受到多种偏差来源的影响,包括校准不良、相邻量子比特之间的泄漏、控制偏差等,这些偏差可能会对退火结果的质量产生负面影响。在这项工作中,我们旨在通过提供一种两步方法来减轻此类偏差对解决约束优化问题的影响,并将其应用于图分区。在第一步中,我们测量并减少因实施问题约束而导致的任何偏差。在第二步中,我们将目标函数添加到约束的结果偏差校正实现中,并将问题发送给量子退火器。我们将这一概念应用于图分割,这是一个重要的 NP 难题,它要求找到一个图的顶点分割,该分割是平衡的(约束)并最小化切割尺寸(目标)。我们首先量化量子退火器上约束实现的偏差,也就是说,在无偏实现中,我们要求任何两个顶点被分配到相同或不同分区部分的可能性相同。然后,我们提出了一种迭代方法来纠正任何此类偏差。我们证明,在添加目标后,在量子退火器上解决由此产生的偏差校正的 Ising 问题可获得更高的解决方案精度。
我们提出了一种使用多体分离式化催化的方法来加快量子绝热算法的方法。这将应用于随机场抗铁磁液体自旋模型。该算法的催化方式使得进化在过程中间近似于海森堡模型,并且该模型处于离域相。我们以数字方式显示,我们可以加快标准算法来使用此想法来查找随机模型的基础状态。我们还证明了加速是由于差距扩增而引起的,即使基础模型并非没有挫败感。分频器到加速度大致出现在相互作用的值中,这被称为离域转变的关键。我们还将参与率和纠缠熵计算为时间的函数:他们的时间依赖关系表明该系统正在探索更多的状态,并且比没有催化剂时更纠缠。一起,所有这些证据都表明加速与离域有关。即使只能研究相对较小的系统,但证据表明,该方法的缩放尺寸是有利的。通过一台小型在线IBM量子计算机的实验结果来说明我们的方法,显示了如何随着这些机器的改善来验证该方法。与标准算法相比,催化方法的成本只是一个恒定因素。
一般来说,首先要实现一个实例,即问题定义参数的容器,如图 2 中的单元格 2 所示。从该实例构建 ConstrainedObjective,它是一个处理实例数据以获取目标函数和约束集合的工厂,参见单元格 3。然后可以将后者自动转换为相应的惩罚目标项,这些惩罚目标项与实际目标函数一起包含在 ObjectiveTerms 中。目标项的加权和形成 Objective,即最终的 Ising/QUBO 问题。上述步骤均在单元格 5 中执行,从使用单元格 4 中定义的参数实例化具体实例开始。
○ Pa rtnered with Pa rk Pride to discuss the community's needs for green spa ce ○ Assisted with fund ra ising efforts for green spa ce progra ms eva lua ting a pplica ble EPA gra nts with members of the English Avenue a nd Vine City communities ○ Continued pla nning for Pa rk Pride visioning process with sta ff of Conserva tion Fund a nd MAWI to develop new pa rks in a rea。○我们为该项目提供了一项工作,其中包括重新设置,社区范围和现场工作
6使用交叉谐波效应63 6.1得出有效的跨谐汉密尔顿式的数字拟合效果。。。。。。。。。。。。。64 6.1.1两个Qubit。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 65 6.1.2 N Qubits。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 65 6.2 CR Hamiltonian的数字分析动力学。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 66 6.2.1综合误差。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。64 6.1.1两个Qubit。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。65 6.1.2 N Qubits。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 65 6.2 CR Hamiltonian的数字分析动力学。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 66 6.2.1综合误差。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。65 6.1.2 N Qubits。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。65 6.2 CR Hamiltonian的数字分析动力学。。。。。。。。。。。。。66 6.2.1综合误差。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。66 6.2.2汉密尔顿切换。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。68 6.2.3二维概括。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。68 6.3多体汇编。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。70 6.3.1 ising模型。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。70 6.3.2 XY模型。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。73 6.3.3海森伯格模型。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。78 6.4实际实施。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。81 6.5讨论。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。82
我们根据s = 1 /2旋转算子的不同majorana fermion表示形式,使用parton均值结构理论来确定蜂窝晶格上各向异性kitaev-heisenberg模型的相图。首先,我们使用二维Jordan-Wigner Transformation(JWT),涉及半实用的蛇字符串操作员。为了确保典型化的汉密尔顿人仍然是本地的,我们考虑了海森伯格部门的极端交换各向异性的极限。第二,我们使用传统的基塔维尔代表,以四个受局部约束的约束,我们通过拉格朗日乘数执行。对于这两种表示,我们一致地将键和磁化通道中的相互作用项解除,并确定相图作为Kitaev耦合的各向异性的函数,以及Ising交换的相对强度。虽然这两种平均值理论都产生了相同的相位边界,以使无间隙和间隙的Kitaev量子旋转液体之间的拓扑相变,但JWT无法正确描述磁不稳定性和限定性的体温行为。我们的结果表明,在低温下,磁相跃迁是第一阶,但在一定温度的高度上变得连续。在这种能量尺度上,我们还观察到量子旋转液体上的有限温度的交叉,从低温下的分数化paramagnet,在高温下将大量的弹性搅拌冻结到高温下的常规Parmagagnet。
摘要:化学,材料,生物学和大气特性的准确计算确定对广泛的健康和环境问题具有关键影响,但受量子机械方法的计算缩放的限制。量子化学研究的复杂性是由电子相关方法的陡峭代数缩放和研究核动力学和分子灵活性的指数缩放。迄今为止,将量子硬件应用于此类量子化学问题的问题主要集中在电子相关性上。在这里,我们提供了一个框架,该框架可以通过将它们映射到量子自旋晶格模拟器来解决量子化学核动力学。使用短的氢键系统的示例情况,我们在单个出生的 - oppenheimer表面上为核自由度构建了哈密顿量,并显示如何将其转化为广义的伊辛模型汉密尔顿。然后,我们演示了一种确定局部领域和自旋 - 自旋耦合的方法,以相匹配分子和自旋晶格哈密顿量。我们描述了一项协议,以确定来自天生的 - oppenheimer潜力和核动能运算符的伊斯兰汉密尔顿的现场和相互耦合参数。我们的方法代表用于研究量子核动力学的方法的范式转移,开放了使用量子计算系统解决电子结构和核动力学问题的可能性。