• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

幺正矩阵的分解用于寻找量子电路:在分子哈密顿中的应用。

Decomposition of unitary matrices for finding quantum circuits: application to molecular Hamiltonians.

机构信息

Department of Computer Science, Purdue University, West Lafayette, Indiana 47907, USA.

出版信息

J Chem Phys. 2011 Apr 14;134(14):144112. doi: 10.1063/1.3575402.

DOI:10.1063/1.3575402
PMID:21495747
Abstract

Constructing appropriate unitary matrix operators for new quantum algorithms and finding the minimum cost gate sequences for the implementation of these unitary operators is of fundamental importance in the field of quantum information and quantum computation. Evolution of quantum circuits faces two major challenges: complex and huge search space and the high costs of simulating quantum circuits on classical computers. Here, we use the group leaders optimization algorithm to decompose a given unitary matrix into a proper-minimum cost quantum gate sequence. We test the method on the known decompositions of Toffoli gate, the amplification step of the Grover search algorithm, the quantum Fourier transform, and the sender part of the quantum teleportation. Using this procedure, we present the circuit designs for the simulation of the unitary propagators of the Hamiltonians for the hydrogen and the water molecules. The approach is general and can be applied to generate the sequence of quantum gates for larger molecular systems.

摘要

构建新量子算法的适当幺正矩阵运算符,并找到实现这些幺正运算符的最小代价门序列,这在量子信息和量子计算领域至关重要。量子电路的演化面临两个主要挑战:复杂且庞大的搜索空间以及在经典计算机上模拟量子电路的高成本。在这里,我们使用群组领导者优化算法将给定的幺正矩阵分解为适当的最小代价量子门序列。我们在托弗里门、格罗弗搜索算法的放大步骤、量子傅里叶变换以及量子隐形传态的发送方部分的已知分解上测试了该方法。使用此过程,我们提出了模拟氢和水分子哈密顿量幺正传播子的电路设计。该方法具有通用性,可用于生成更大分子系统的量子门序列。

相似文献

1
Decomposition of unitary matrices for finding quantum circuits: application to molecular Hamiltonians.幺正矩阵的分解用于寻找量子电路:在分子哈密顿中的应用。
J Chem Phys. 2011 Apr 14;134(14):144112. doi: 10.1063/1.3575402.
2
Universal programmable quantum circuit schemes to emulate an operator.通用可编程量子电路方案来模拟算子。
J Chem Phys. 2012 Dec 21;137(23):234112. doi: 10.1063/1.4772185.
3
Pseudo-random unitary operators for quantum information processing.用于量子信息处理的伪随机酉算子。
Science. 2003 Dec 19;302(5653):2098-100. doi: 10.1126/science.1090790.
4
How to decompose arbitrary continuous-variable quantum operations.如何分解任意连续变量量子操作。
Phys Rev Lett. 2011 Oct 21;107(17):170501. doi: 10.1103/PhysRevLett.107.170501. Epub 2011 Oct 17.
5
Quantum process tomography of the quantum Fourier transform.量子傅里叶变换的量子过程层析成像
J Chem Phys. 2004 Oct 1;121(13):6117-33. doi: 10.1063/1.1785151.
6
Teleportation of a Toffoli gate among distant solid-state qubits with quantum dots embedded in optical microcavities.通过嵌入光学微腔中的量子点在远距离固态量子比特之间实现托佛利门的量子隐形传态。
Sci Rep. 2015 Jul 30;5:11321. doi: 10.1038/srep11321.
7
The Bravyi-Kitaev transformation for quantum computation of electronic structure.Bravyi-Kitaev 变换在电子结构量子计算中的应用。
J Chem Phys. 2012 Dec 14;137(22):224109. doi: 10.1063/1.4768229.
8
A quantum Fredkin gate.量子弗雷金门。
Sci Adv. 2016 Mar 25;2(3):e1501531. doi: 10.1126/sciadv.1501531. eCollection 2016 Mar.
9
Quantum circuit optimization using quantum Karnaugh map.使用量子卡诺图的量子电路优化
Sci Rep. 2020 Sep 24;10(1):15651. doi: 10.1038/s41598-020-72469-7.
10
High-Fidelity Single-Shot Toffoli Gate via Quantum Control.通过量子控制实现的高保真单比特托佛利门。
Phys Rev Lett. 2015 May 22;114(20):200502. doi: 10.1103/PhysRevLett.114.200502. Epub 2015 May 20.

引用本文的文献

1
GASP: a genetic algorithm for state preparation on quantum computers.GASP:一种用于量子计算机状态制备的遗传算法。
Sci Rep. 2023 Jul 24;13(1):11956. doi: 10.1038/s41598-023-37767-w.
2
Characterizing quantum circuits with qubit functional configurations.用量子比特功能配置来刻画量子电路。
Sci Rep. 2023 Apr 4;13(1):5539. doi: 10.1038/s41598-023-31980-3.
3
Quantum Chemistry on Quantum Computers: A Method for Preparation of Multiconfigurational Wave Functions on Quantum Computers without Performing Post-Hartree-Fock Calculations.
量子计算机上的量子化学:一种无需进行后哈特里 - 福克计算即可在量子计算机上制备多组态波函数的方法。
ACS Cent Sci. 2019 Jan 23;5(1):167-175. doi: 10.1021/acscentsci.8b00788. Epub 2018 Dec 31.