Évaluation des énergies de l'état fondamental des systèmes chimiques avec des circuits quantiques de faible profondeur et haute précision

Résoudre des problèmes de structure électronique est considéré comme l'une des applications les plus prometteuses de l'informatique quantique. Cependant, en raison des limitations imposées par le temps de cohérence des qubits à l'ère des Qubits de Taille Intermédiaire Bruitée (NISQ) ou des capacités des premiers dispositifs quantiques tolérants aux fautes, il est vital de concevoir des algorithmes avec des circuits de faible profondeur. Dans ce travail, nous développons un ansatz amélioré de l'algorithme Variationnel d'Eigenvalue Quantique (VQE) basé sur l'approche Cluster Couple Qubit (QCC), qui nécessite une optimisation sur seulement n paramètres plutôt que les n+2m paramètres habituels, où n représente le nombre de portes d'évolution temporelle de chaînes de Pauli e^-itP, et m est le nombre de qubits impliqués. Nous évaluons les énergies de l'état fondamental de O₃, Li₄ et Cr₂, utilisant CAS (2, 2), (4, 4) et (6, 6) respectivement en conjonction avec notre ansatz QCC amélioré, l'ansatz UCCSD (Unitary Coupled Cluster Single Double) et la méthode canonique CCSD comme solveur d'espace actif, et comparons avec les résultats CASCI. Enfin, nous évaluons notre ansatz QCC amélioré sur deux matériels quantiques distincts, IBM Kolkata et Quantinuum H1-1.