分會

第二十六分會：電子結構理論及其應用

摘要

量子計算化學使用量子計算機模擬化學體系，具有解決經(jīng)典計算機難以處理的化學和材料科學中的復雜問題的潛力。近年來，隨著量子計算硬件的質(zhì)量和可用性不斷提高，使用量子計算機模擬微觀化學體系成為了可能。然而，大多數(shù)量子計算實驗仍然受限于較小數(shù)量的量子比特和非常短的電路深度（Noisy Intermediate Scale Quantum, NISQ）。在可預見的未來，量子算法的經(jīng)典模擬將在研究和分析量子計算化學算法的性能和可行性方面發(fā)揮重要作用。 TenCirChem是一個模擬量子計算化學算法的開源Python庫。TenCirChem具有易于使用的高級接口，使用戶可以只需幾行代碼即可優(yōu)化分子能量或模擬量子動力學。同時，TenCirChem具有高度的靈活性和可定制性，以便于新算法的快速搭建和驗證。通過利用緊湊的量子態(tài)和激發(fā)算符表示以及強大的TensorCircuit量子電路模擬軟件框架，TenCirChem在模擬無噪聲和有噪聲量子電路時表現(xiàn)出極高的性能。例如，它可以在單個GPU節(jié)點上計算UCCSD/6-31G(d)水平下水分子的勢能面，其中只有O原子的1s軌道凍結，對應于34個量子比特和565個獨立參數(shù)的含參數(shù)量子電路。模擬得到的平衡鍵長相對于實驗結果僅有0.01?的誤差。TenCirChem為量子計算化學領域的研究人員提供了一個簡便易用而功能強大的工具。

關鍵詞

量子計算;電子結構;量子動力學;高性能計算

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