A variational eigenvalue solver on a photonic quantum processor.
A variational eigenvalue solver on a photonic quantum processor.
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光子量子处理器上的变分特征值求解器。
DOI：
10.1038/ncomms5213
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发表时间：
2014-07-23
影响因子：
16.6
通讯作者：
O'Brien, Jeremy L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Peruzzo, Alberto;McClean, Jarrod;Shadbolt, Peter;Yung, Man-Hong;Zhou, Xiao-Qi;Love, Peter J.;Aspuru-Guzik, Alan;O'Brien, Jeremy L.
量子计算机有望有效地解决传统计算机难以解决的重要问题。对于物理维度呈指数级增长的量子系统，找到某些算子的本征值就是这样一个棘手的问题，仍然是一个根本性的挑战。量子相位估计算法有效地找到给定特征向量的特征值，但需要完全相干的演化。在这里，我们提出了一种替代方法，大大降低了要求的一致性进化和联合收割机这种方法与一种新的方法，以状态准备的基础上ansätze和经典优化。我们实现了一个高度可重构的光子量子处理器与传统的计算机相结合的算法。我们用量子化学计算He-H+基态分子能量的例子证明了这种方法的可行性。所提出的方法大大降低了相干时间要求，增强了当今和不久的将来可用的量子资源的潜力。 量子计算机有望有效地解决普通计算机几乎不可能解决的问题。Peruzzo等人开发了一种变分计算方法，该方法使用任何可用的量子资源，并使用光子量子处理单元，找到He-H+的基态分子能量。
Quantum computers promise to efficiently solve important problems that are intractable on a conventional computer. For quantum systems, where the physical dimension grows exponentially, finding the eigenvalues of certain operators is one such intractable problem and remains a fundamental challenge. The quantum phase estimation algorithm efficiently finds the eigenvalue of a given eigenvector but requires fully coherent evolution. Here we present an alternative approach that greatly reduces the requirements for coherent evolution and combine this method with a new approach to state preparation based on ansätze and classical optimization. We implement the algorithm by combining a highly reconfigurable photonic quantum processor with a conventional computer. We experimentally demonstrate the feasibility of this approach with an example from quantum chemistry—calculating the ground-state molecular energy for He–H+. The proposed approach drastically reduces the coherence time requirements, enhancing the potential of quantum resources available today and in the near future. Quantum computers promise to efficiently solve problems that would be practically impossible with a normal computer. Peruzzo et al. develop a variational computation approach that uses any available quantum resources and, with a photonic quantum processing unit, find the ground-state molecular energy of He–H+.
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