Egy kutatócsapat, mely a kaliforniai Műszaki Egyetemen (Caltech), a Microsoft Research AI4Science Labban és a Tencent Quantum Labban dolgozik, bemutatott egy áttörő algoritmust, amelynek célja, hogy megbirkózzon a kémiai pontosság elérésének kihívásával sekély kvantumkörökkel. Az algoritmusuk, melyet CHEM-nek neveznek, egy Clifford-alapú Hamilton-tervezési megközelítésen alapul, és ígéretes lehetőséget nyújt a gyakorlati kvantum-komputációs kémia területén, közeljövőben lévő kvantumeszközökön.
A kvantum-komputációs kémia fő kihívása, különösen közeljövőben lévő kvantumeszközök esetén, az áramkör mélysége és a pontosság közötti egyensúly megtalálása. A kutatók ezt a kompromisszumot a variációs kvantum-eigensolver és egy hardver-hatékony ansatz kombinációjával oldották meg. Ennek eredményeként olyan módszert dolgoztak ki, amely tervez Clifford-alapú Hamilton-transzformációkat, amelyek számos kulcsfontosságú előnnyel járnak.
Először is, a módszer biztosítja, hogy létrehozható legyen egy kezdeti áramkörparaméterek halmaza, amely megfelel a Hartree-Fock-energiának. Ez kiemelten fontos a kvantumkémiai számítások pontos eredményének eléréséhez. Másodszor, hatékonyan maximalizálja a kezdeti energia gradiensét az áramkörparaméterekkel kapcsolatban, további pontosságot biztosítva. Fontos, hogy ez a megközelítés elhanyagolható többletköltséggel jár a klasszikus feldolgozás számára, és nem igényel további kvantumforrásokat, így rendkívül hatékony és gyakorlati.
Ennek a megközelítésnek az egyik jelentős eredménye egy kvantum-hardver emulátor használatával lett demonstrálva. A kutatók képesek voltak kémiai pontosságot elérni olyan rendszerek esetén, amelyek akár 12 qubitet is tartalmaznak, kevesebb mint 30 két-qubitos kapunyitással. Ez jelentős előrelépés a kvantum-komputációs kémia területén, és közelebb hoz bennünket a gyakorlati alkalmazások eléréséhez közeljövőben lévő kvantumeszközökön.
Ennek a kutatási cikknek a megállapításai új lehetőségeket nyitnak meg a kvantumszámítógépek számára, különösen a kémia területén. Ahogy haladunk előre a kvantumhardverek és algoritmusok terén, a harc a kvantumelőnyért folytatódik. Bár a kvantumszámítógépek még nem haladtak felül az általános számítógépeket, olyan áttörések, mint a CHEM algoritmus, közelebb hoznak bennünket ahhoz a napig, amikor a kvantumszámítás valóban forradalmasítani fogja a különböző iparágakat.
The source of the article is from the blog oinegro.com.br