分子哈密顿量的高效容错特罗特模拟制造技术

用于确定由电子结构哈密顿量描述的物理系统的属性的方法、系统和装置。一方面，将描述物理系统的哈密顿量变换为描述对应的量子位元系统的量子位元哈密顿量。量子位元哈密顿量包括多个二量子位元相互作用项，每个项包括相应的平移不变系数。量子位元系统在由多个二量子位元相互作用项产生的幺正算子下演化。演化包括将多层量子逻辑门应用于量子位元系统，其中，层的每次应用在由多个二量子位元相互作用项的相应子集产生的幺正算子下演化量子位元系统，并且其中，产生幺正算子的多个二量子位元相互作用项的子集的系数的值是恒定的。测量演化的量子位元系统，并确定物理系统的属性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分子哈密顿量的高效容错特罗特模拟
技术介绍
本说明书涉及量子计算。量子模拟器(quantumsimulator)是被设计为提供关于物理系统或设备的信息和见解的设备。量子模拟器使实验室中难以研究或无法使用经典处理器建模的物理系统能够被模拟。
技术实现思路
本说明书描述用于执行分子哈密顿量(molecularHamiltonian)的容错特罗特模拟(Trottersimulation)的技术。通常，可以在一种用于确定物理系统的属性的方法中实现本说明书中描述的主题的一个创新方面，该方法包括：将描述物理系统的哈密顿量变换为描述对应的量子位元(qubit)系统的量子位元哈密顿量，其中，量子位元哈密顿量包括多个二量子位元相互作用项，每个二量子位元相互作用项包括相应的平移不变的二量子位元相互作用项系数；在由多个二量子位元相互作用项产生的幺正算子下演化量子位元系统，包括：将多层量子逻辑门应用于量子位元系统，其中，多层中的层的每次应用在由多个二量子位元相互作用项的相应子集产生的幺正算子下演化量子位元系统；其中，产生幺正算子的多个二量子位元相互作用项的子集的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定物理系统的属性的方法，所述方法包括：/n将描述所述物理系统的哈密顿量变换为描述对应的量子位元系统的量子位元哈密顿量，其中，所述量子位元哈密顿量包括多个二量子位元相互作用项，每个二量子位元相互作用项包括相应的平移不变的二量子位元相互作用项系数；/n在由所述多个二量子位元相互作用项产生的幺正算子下演化所述量子位元系统，包括：/n将多层量子逻辑门应用于所述量子位元系统，其中，多层中的层的每次应用在由所述多个二量子位元相互作用项的相应子集产生的幺正算子下演化所述量子位元系统；/n其中，产生所述幺正算子的所述多个二量子位元相互作用项的子集的二量子位元相互作用项系数的值是恒定的；/n测量演...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181031 US 62/753,4511.一种用于确定物理系统的属性的方法，所述方法包括：
将描述所述物理系统的哈密顿量变换为描述对应的量子位元系统的量子位元哈密顿量，其中，所述量子位元哈密顿量包括多个二量子位元相互作用项，每个二量子位元相互作用项包括相应的平移不变的二量子位元相互作用项系数；
在由所述多个二量子位元相互作用项产生的幺正算子下演化所述量子位元系统，包括：
将多层量子逻辑门应用于所述量子位元系统，其中，多层中的层的每次应用在由所述多个二量子位元相互作用项的相应子集产生的幺正算子下演化所述量子位元系统；
其中，产生所述幺正算子的所述多个二量子位元相互作用项的子集的二量子位元相互作用项系数的值是恒定的；
测量演化的量子位元系统；以及
基于对演化的量子位元系统的测量，确定所述物理系统的一个或多个属性。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多层量子逻辑门中的每个层包括具有相同旋转角度的旋转操作。


3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括产生所述多层量子逻辑门，产生所述多层量子逻辑门包括对于偶数N个量子位元的系统：
将该N个量子位元布置为量子位元的二维网格，其中，每个量子位元在网格中的位置由位置向量p表示；
对于每个索引向量s：
针对所有N个量子位元上的每个位置向量p定义一组量子位元对(p,p+s)；
基于定义的一组量子位元对，产生两层量子位元相互作用，其中，每个层中的每个量子位元与另一个量子位元相互作用。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述多层量子逻辑门中的每个层包括N/2个等角旋转操作。


5.根据权利要求1或2所述的方法，还包括产生所述多层量子逻辑门，产生所述多层量子逻辑门包括对于奇数N个量子位元的系统：
将该N个量子位元布置为量子位元的二维网格，其中，每个量子位元在网格中的位置由位置向量p表示；
对于每个索引向量s：
针对所有N个量子位元上的每个位置向量p定义一组量子位元对(p,p+s)，其中，在定义的一组对中不包括一个量子位元；
基于定义的一组量子位元对产生三层量子位元相互作用，包括：
第一层，其中，每个量子位元与另一个量子位元相互作用，
第二层，其中，每个量子位元与另一个量子位元相互作用，以及
第三层，该第三层包括单个旋转操作。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，量子逻辑门的第一层和第二层均包括(N-1)/2个等角旋转操作。


7.根据权利要求3至6中的任一项所述的方法，其中，在由所述多个二量子位元相互作用项产生的幺正算子下演化所述量子位元系统还包括：在所述多层中的每个层中，将汉明权重定相应用于该层中的旋转。


8.根据权利要求3至7中的任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：C吉德尼，R巴布什，ID基夫利钱，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US