Resumen:
En este trabajo se estudió el algoritmo híbrido clásico-cuántico Variational Quantum Eigensolver (VQE). En particular el comportamiento de VQE en el régimen de correlación alta, para lo cual estudiamos la curva de disociación de la molécula de hidruro de litio (LiH) y la de agua (H2O). Se usaron simuladores cuánticos (que simulan el comportamiento del hardware cuántico usando una computadora clásica) y hardware cuántico de IBM. Las simulaciones con VQE se hicieron usando 2 códigos open-source: Tequila y Qiskit-Nature. Con VQE se usaron los Ansätze Unitary Coupled Cluster Singles and Doubles (UCCSD), Unitary paired Coupled Cluster Doubles (UpCCD) y Quantum Coupled Cluster (QCC). Se usó el estado de Hartree-Fock (HF) como estado inicial. El software Qiskit-Nature se utilizó para los cálculos con el Ansatz UCCSD en distancias de enlace donde la plataforma Tequila falla. Se estudió la performance de la optimización orbital para corregir los errores de UpCCD, oo-UpCCD. El Ansatz UCCSD tuvo precisión química (CA) en toda la curva, lo mismo que el Ansatz QCC que requiere mayor cantidad de términos de entre lazamiento a medida que la molécula se estira y la correlación aumenta. Comparamos el funcionamiento de VQE contra métodos cuánticos corridos en una computadora clásica (MP2, CCSD, etc). Se observa que estos últimos tienen en general una mayor velocidad de cálculo y una mayor precisión, por lo que sigue siendo más eficiente simular con estos métodos en una computadora clásica que usar VQE en los simuladores/hardware existentes. Se espera que en los próximos años el hardware y software cuántico evolucionen hasta que se pueda demostrar ventaja cuántica [1, 2].
Citación:
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Pereyra, Facundo Maximiliano. (2023). Simulación de sistemas altamente correlacionados mediante Variational Quantum Eigensolver. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000171_Pereyra
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Pereyra, Facundo Maximiliano. "Simulación de sistemas altamente correlacionados mediante Variational Quantum Eigensolver". Tesis de Grado, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2023.https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000171_Pereyra
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