本发明专利技术公开了一种试验波函数的确定方法、装置及介质，方法包括：首先确定目标体系信息，然后基于目标体系的电子信息以及电子自旋轨道信息，获得目标体系的Hartree Fock参考态，最后构造预设拟设方式对应的量子线路，执行将目标体系的Hartree Fock参考态进行演化的操作，并将演化后的量子态确定为目标体系的试验波函数，它通过提供一种新的拟设方式，提高计算精度，且能够为量子化学高精度模拟计算目标体系能量的实现提供支持。体系能量的实现提供支持。体系能量的实现提供支持。
【技术实现步骤摘要】
一种试验波函数的确定方法、装置及介质
[0001]本专利技术属于量子计算
，特别是一种试验波函数的确定方法、装置及介质。
技术介绍
[0002]量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机因其具有相对普通计算机更高效的处理数学问题的能力，例如，能将破解RSA密钥的时间从数百年加速到数小时，故成为一种正在研究中的关键技术。
[0003]量子计算模拟是一个借助数值计算和计算机科学来仿真遵循量子力学规律的模拟计算，作为一个仿真程序，它依据量子力学的量子比特的基本定律，利用计算机的高速计算能力，刻画量子态的时空演化。
[0004]随着量子化学理论的不断完善，计算化学已经成了化学工作者解释实验现象、预测实验结果、指导实验设计的重要工具，在药物的合成、催化剂的制备等方面有着广泛的应用。但是，面对计算化学所涉及的巨大计算量以及化学精度的要求，通过现有的拟设方式确定的试验波函数在后续的计算精度上远不能达到足够的精度要求，这就在一定程度上限制了计算化学的发展，由此导致用户对化学体系进行模拟计算的应用不强，影响量子化学模拟应用的进一步发展。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种试验波函数的确定方法、装置及介质，以解决现有技术中的不足，通过提供一种新的拟设方式，提高求解目标体系的计算精度，能够为量子化学模拟计算目标体系能量的实现提供支持，同时提高计算速度和计算精度，促进量子化学模拟应用的进一步发展。
[0006]本申请的一个实施例提供了一种试验波函数的确定方法，所述方法包括：
[0007]基于目标体系的电子信息以及电子自旋轨道信息确定Hartree Fock参考态；
[0008]构造单双三重激发耦合簇拟设方式对应的量子线路，所述量子线路用于将量子比特由初态经所述Hartree Fock参考态演化至所述目标体系的试验波函数描述的目标态；其中，所述量子比特的初态为|0>，所述试验波函数满足满足为变分参数，为簇算符，|ψ>
HF
为所述目标体系的Hartree Fock参考态。
[0009]可选的，所述构造单双三重激发耦合簇拟设方式对应的量子线路，包括：
[0010]获得一组量子比特，所述量子比特的数量根据所述目标体系电子的自旋轨道信息确定；
[0011]构建将所述初态演化为所述Hartree Fock参考态的第一量子功能模块；
[0012]构建将所述Hartree Fock参考态演化为所述目标体系的试验波函数的第二量子
功能模块；
[0013]依次将所述第一量子功能模块和所述第二量子功能模块组合，以生成单双三重激发耦合簇拟设方式对应的量子线路。
[0014]可选的，所述第一量子功能模块，包括：泡利
‑
X门；
[0015]所述第二量子功能模块，包括：
[0016]依次构建的第一子量子单元、第二子量子单元以及第三子量子单元；
[0017]其中，所述第一子量子单元的酉矩阵形式满足所述第二子量子单元的酉矩阵形式满足所述第三子量子单元的酉矩阵形式满足且
[0018]本申请的一个实施例提供了一种基于试验波函数确定目标体系能量的方法，所述方法包括：
[0019]根据如上述权利要求任一项所述目标体系的试验波函数描述的目标态，并构建测量量子线路，获得当前所述试验波函数对应的能量；
[0020]若当前所述试验波函数对应的能量与前次测量后的能量的差值符合精度，则将当前所述试验波函数对应的能量作为所述目标体系的基态能量。
[0021]可选的，所述方法还包括：
[0022]若当前所述试验波函数对应的能量与前次测量后的能量的差值不符合精度，则更新所述试验波函数，并获得更新后的试验波函数对应的能量。
[0023]可选的，所述构建测量量子线路，获得当前所述试验波函数对应的能量，包括：
[0024]获取所述目标体系对应的费米子哈密顿量，并将所述目标体系对应的费米子哈密顿量变换为所述目标体系的泡利哈密顿量；
[0025]将所述目标体系的泡利哈密顿量分解为若干哈密顿量子项，并生成所述目哈密顿量子项对应的测量量子线路；
[0026]利用所述测量量子线路，执行对所述试验波函数的演化与测量操作，获得当前所述试验波函数对应的能量。
[0027]本申请的又一实施例提供了一种试验波函数的确定装置，所述装置包括：
[0028]确定模块，用于基于目标体系的电子信息以及电子自旋轨道信息确定Hartree Fock参考态；
[0029]构造模块，用于构造单双三重激发耦合簇拟设方式对应的量子线路，所述量子线路用于将量子比特由初态经所述Hartree Fock参考态演化至所述目标体系的试验波函数描述的目标态；其中，所述量子比特的初态为|0>，所述试验波函数满足满足为变分参数，为簇算符，|ψ>
HF
为所述目标体系的Hartree Fock参考态。
[0030]可选的，所述构造模块，包括：
[0031]获得单元，用于获得一组量子比特，所述量子比特的数量根据所述目标体系电子的自旋轨道信息确定；
[0032]第一构建单元，用于构建将所述初态演化为所述Hartree Fock参考态的第一量子功能模块；
[0033]第二构建单元，用于构建将所述Hartree Fock参考态演化为所述目标体系的试验波函数的第二量子功能模块；
[0034]组合单元，用于依次将所述第一量子功能模块和所述第二量子功能模块组合，以生成单双三重激发耦合簇拟设方式对应的量子线路。
[0035]本申请的又一实施例提供了一种基于试验波函数确定目标体系能量的装置，所述装置包括：
[0036]获得模块，用于根据上述权利要求所述目标体系的试验波函数描述的目标态，并构建测量量子线路，获得当前所述试验波函数对应的能量；
[0037]第一判断模块，用于若当前所述试验波函数对应的能量与前次测量后的能量的差值符合精度，则将当前所述试验波函数对应的能量作为所述目标体系的基态能量。
[0038]可选的，所述装置还包括：
[0039]第二判断模块，用于若当前所述试验波函数对应的能量与前次测量后的能量的差值不符合精度，则更新所述试验波函数，并获得更新后的试验波函数对应的能量。
[0040]可选的，所述获得模块，包括：
[0041]变换单元，用于获取所述目标体系对应的费米子哈密顿量，并将所述目标体系对应的费米子哈密顿量变换为所述目标体系的泡利哈密顿量；
[0042]分解单元，用于将所述目标体系的泡利哈密顿量分解为若干哈密顿量子项，并生成所述目哈密顿量子项对应的测量量子线路；
[0043]执行单元，用于利用所述测量量子线路，执行本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种试验波函数的确定方法，其特征在于，所述方法包括：基于目标体系的电子信息以及电子自旋轨道信息确定Hartree Fock参考态；构造单双三重激发耦合簇拟设方式对应的量子线路，所述量子线路用于将量子比特由初态经所述Hartree Fock参考态演化至所述目标体系的试验波函数描述的目标态；其中，所述量子比特的初态为|0>，所述试验波函数满足满足为变分参数，为簇算符，|ψ>
HF
为所述目标体系的Hartree Fock参考态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构造单双三重激发耦合簇拟设方式对应的量子线路，包括：获得一组量子比特，所述量子比特的数量根据所述目标体系电子的自旋轨道信息确定；构建将所述初态演化为所述Hartree Fock参考态的第一量子功能模块；构建将所述Hartree Fock参考态演化为所述目标体系的试验波函数的第二量子功能模块；依次将所述第一量子功能模块和所述第二量子功能模块组合，以生成单双三重激发耦合簇拟设方式对应的量子线路。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一量子功能模块，包括：泡利
‑
X门；所述第二量子功能模块，包括：依次构建的第一子量子单元、第二子量子单元以及第三子量子单元；其中，所述第一子量子单元的酉矩阵形式满足所述第二子量子单元的酉矩阵形式满足所述第三子量子单元的酉矩阵形式满足且4.一种基于试验波函数确定目标体系能量的方法，其特征在于，所述方法包括：根据如权利要求1至3任一项所述目标体系的试验波函数描述的目标态，并构建测量量子线路，获得当前所述试验波函数对应的能量；若当前所述试验波函数对应的能量与前次测量后的能量的差值符合精度，则将当前所述试验波函数对应的能量作为所述目标体系的基态能量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若当前所述试验波函数对应的能量与前次测量后的能...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，窦猛汉，
申请(专利权)人：本源量子计算科技合肥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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