QPE широко рассматривается как ключевой алгоритм для вычисления энергий основного состояния молекулярных систем на будущих отказоустойчивых квантовых компьютерах.

Набор инструментов доступен на GitHub.

В то время как его теоретические свойства и асимптотическая шкала затрат хорошо изучены, практические оценки ресурсов и реалистичные компромиссы в производительности остаются в значительной степени неизученными из-за сложности моделирования QPE, выходящего за рамки игрушечных моделей.

Инструментарий призван устранить этот пробел, предоставив исследователям практическую среду для изучения реализаций QPE и их ресурсных последствий, уделяя особое внимание пониманию алгоритмических строительных блоков и ограничений, связанных с их практической реализацией.

Инструментарий разработан для того, чтобы дать практикам квантовых алгоритмов практическое численное представление о полном рабочем процессе QPE, от предварительной химической обработки до оценки фазы, в режиме, который бросает вызов классическому моделированию, оставаясь при этом доступным с точки зрения вычислений.

Созданный на основе передовых методов работы с тензорными сетями, инструментарий позволяет пользователям:

Инструментарий основан на библиотеке quimb с открытым исходным кодом и взаимодействует со стандартными инструментами квантовой химии, такими как PySCF, обеспечивая совместимость с установленными рабочими процессами.

Первый выпуск разработан как образовательная и исследовательская платформа, позволяющая исследователям получить представление о практической реализации QPE и ее вариантах.Вместо того чтобы пытаться моделировать ранние отказоустойчивые квантовые компьютеры, которые по своей природе находятся за пределами классической досягаемости, QPE Toolbox фокусируется на практических, поддающихся интерпретации численных экспериментах в режимах, доступных для классических вычислений, где можно подробно изучить выбор алгоритмов, точность инициализации и стратегии гамильтонова кодирования.

Иллюстративные варианты использования, доступные с помощью toolbox, включают (не исчерпывающие):

Эти возможности позволяют исследователям найти компромисс между точностью, глубиной схемы и требованиями к ресурсам, а также получить практическое представление о поведении компонентов QPE.

Таким образом, инструментарий разработан в первую очередь как педагогическая и исследовательская платформа, помогающая преодолеть разрыв между теоретическими предложениями и ограничениями на их конкретную реализацию.

QPE Toolbox выпущен с открытым исходным кодом и предназначен для развития вместе с сообществом.

Будущие разработки будут включать синтез вариационных схем, сжатые фермионные кодировки и моделирование крупномасштабных тензорных сетей.

Документация и примеры рабочих процессов предоставляются для того, чтобы помочь исследователям изучить различные компоненты конвейера QPE.

Смотрите весь наш квантовый контент.