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BenchQC: A Benchmarking Toolkit for Quantum Computation
DOI:10.1002/jcc.70202.png)
摘要
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变分量子本征求解器(VQE)是一种广泛研究的混合经典-量子算法,用于近似分子和材料系统中的基态能量。本研究在量子-密度泛函理论(DFT)嵌入框架内,对VQE在计算小铝团簇(Al−、Al2和Al3−)基态性能方面进行了基准测试,并系统地变化了关键参数:(I)经典优化器,(II)电路类型,(III)重复次数,(IV)模拟器类型,(V)基组,(VI)噪声模型。所有计算均使用量子模拟器进行,以评估VQE在理想化和噪声增强条件下的性能。我们的发现表明,某些优化器能够高效收敛,而电路选择和基组选择对能量估计有显著影响,高阶基组的计算结果与Numerical Python Solver(NumPy)和Computational Chemistry Comparison and Benchmark DataBase(CCCBDB)的经典计算数据高度吻合。为模拟真实条件,我们采用了IBM噪声模型来模拟硬件噪声的影响。结果显示,结果与CCCBDB基准值高度一致,百分比误差持续低于0.2%。结果表明,VQE能够在模拟条件下近似小铝团簇的能量估计,并强调了优化量子-DFT参数以平衡计算成本和精度的重要性。本研究为VQE在实践环境中的基准测试做出了贡献,并为未来量子化学和材料应用领域的基准测试工具奠定了基础。
Keyword:
benchmarking
chemistry
materials science
quantum computing
期刊
IF:
4.8
论文数:
7.1K
被引数:
6.1W
机构
引用论文
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