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用于量子化学的量子学习机 (QLM) 的开源变分量子特征求解器扩展
试图在大型系统上达到完全精确度显然面临着所谓的“指数墙”，这限制了最精确方法对更复杂的化学系统的适用性。到目前为止，用经典超级计算机执行的最大计算量也只包括数百亿个行列式 4 ，有 20 个电子和 20 个轨道，随着大规模并行超级计算机架构的进步，希望在不久的将来解决接近一万亿个行列式（24 个电子、24 个轨道）的问题。5 鉴于这些限制，必须使用其他类别的方法来近似更大的多电子系统的基态波函数。它们包括：(i) 密度泛函理论 (DFT)，它依赖于单个斯莱特行列式的使用，并且已被证明非常成功，但无法描述强关联系统 6 – 8 ； (ii) 后 Hartree - Fock 方法，例如截断耦合团簇 (CC) 和组态相互作用 (CI) 方法，即使在单个 Slater 行列式之外仍然可以操作，但由于大尺寸分子在 Slater 行列式方面的计算要求极高，因此不能应用于大尺寸分子。9 – 16 一个很好的例子是“黄金标准”方法，表示为耦合团簇单、双和微扰三重激发 CCSD(T)。事实上，CCSD(T) 能够处理几千个基函数，但代价是巨大的运算次数，而这受到大量数据存储要求的限制。17 无论选择哪种化学基组（STO-3G、6-31G、cc-pVDZ、超越等），这些方法都不足以对大分子得出足够准确的结果。 Feynman 18,19 提出的一种范式转变是使用量子计算机来模拟量子系统。这促使社区使用量子计算机来解决量子化学波函数问题。直观地说，优势来自于量子计算机可以比传统计算机处理“指数级”更多的信息。20 最近的评论提供了有关开发专用于量子化学的量子算法的策略的背景材料。这些方法包括量子相位估计（QPE）、变分量子特征值求解器（VQE）或量子虚时间演化（QITE）等技术。21 – 24 所有方法通常包括三个关键步骤：（i）将费米子汉密尔顿量和波函数转换为量子位表示；（ii）构建具有一和两量子位量子门的电路；（iii）使用电路生成相关波函数并测量给定汉密尔顿量的期望值。重要的是，目前可用的量子计算机仍然处于嘈杂的中型量子（NISQ）时代，并且受到两个主要资源的限制：
主QLMN：量子，光，材料和纳米科学
• Quantum Physics, Quantum Technologies, Statistical Physics, • Nanostructures, Microtechnologies, Nanotechnologies, • Cold atoms, Condensed matter theory, Quantum information, • Light-matter interaction, Non-linear electromagnetism, • Quantum Transport, Nanoelectronics, Semiconductors, • Physico-chemistry, Materials, Elaboration, • Lasers, Quantum Information and电信，•显微镜，光谱，成像，•纳米光子学，旋转，深度学习，生物 - 科学
主QLMN（量子，光，材料和纳米科学）
titre du阶段 /实习标题：通用确定性单离子“植入器”设置，具有纳米准确性简历 /由特定掺杂材料制成的量子量子电路，是用于量子通信和计算的基础。但是，由于非确定性离子源和准确性限制，当前的离子植入技术面临局限性。我们在这里建议为半导体和量子技术中的应用开发高精度，通用的“植入器”设置。为此，我们将利用由原子束的电离产生的每个电子/离子对之间的相关性，以根据电子给出的额外信息积极控制离子传递轨迹，如CS原子[Phys [Phys] [Phys。修订版应用11，064049，2019：https：//doi.org/10.1103/physrevapplied.11.064049]。在亚纳米尺度上的受控离子来源的这种开发将打开植入，蚀刻，沉积和成像实验的独特视角，并将允许在半导体领域开发革命性的分析工具。为此，我们将通过使用飞秒脉冲多光子离子化来使原子束系统适应纤维原子束系统，从而产生“冷”离子源以提高准确性。其他离子的使用将使我们能够实现精确的离子轨迹控制和确定性的单离子创建。实习将包括在现有设置上使用CS测试该方法。可能在博士学位中的下一步将包括开发确定性的BI或N来源，以与新的FIB列集成以最终实现纳米尺度植入。
硕士 QLMN（量子、光、材料和纳米科学）
实习标题：研究用于电子显微镜的基于里德堡原子电离的脉冲电子源摘要通过将（专利）单能电子源与高性能探测器相结合，我们正在与 ISMO 和 SPEC 实验室合作建造一种独特的电子显微镜，该显微镜能够同时进行空间成像和对所研究表面的振动相互作用进行分析。该 HREELM（高分辨率电子能量损失显微镜）显微镜结合了对表面成像的电子显微镜的特性和电子能量分析仪的特性。因此，应用领域非常广泛，涵盖纳米物理学、纳米化学、光子学和微电子学。为了生产第一个原型，我们必须在实习期间展示我们的脉冲源（分辨率~5 meV）在低能量（10 eV）下的单动力性质，并成功逐像素获取能量谱。因此，实习将包括使用快速多像素探测器（~1ns）通过飞行时间来分析产生的电子源。将测试各种来源：要么直接光电离铯原子射流，要么通过脉冲电场激发和电离它，要么通过在激发原子（称为里德堡原子）之间进行振荡微波传输。所有现象的量子建模也将成为实习的一个重要组成部分，可以作为论文继续进行。通过将（专利）单能电子源与高性能探测器相结合，我们与 ISMO 和 SPEC 实验室合作，建造了一种独特的电子显微镜，能够同时进行空间成像和对所研究表面的振动相互作用进行分析。该 HREELM（高分辨率电子能量损失显微镜）结合了对表面成像的电子显微镜的特性和电子能量分析仪的特性。因此，应用领域非常广泛，涵盖纳米物理学、纳米化学、光子学和微电子学。为了实现第一个原型，我们必须在此阶段展示我们的脉冲源（分辨率~5 meV）在低能量（10 eV）下的单动力学特性，并成功逐像素获取能量谱。因此，该阶段将使用快速（~1ns）多像素探测器通过飞行时间来分析产生的电子源。将测试各种光源：要么直接光电离铯原子束，要么通过脉冲电场激发和电离它，要么通过在激发原子（称为里德堡原子）之间进行振荡微波传输。所有现象的量子建模也将成为实习的一部分，并可在攻读博士学位时继续进行
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