شبيه سازي‌عملگرهاي‌كوانتومي‌تحول‌زماني‌مولكولي‌در‌شيمي‌محاسباتي‌ ‌

Simulation of molecular time evolution quantum operators in computational chemistry

يكي از مهمترين مشكلات شبيهسازي كوانتومي مولكولهاي بزرگ، تجزيه دقيق عملگر تحول زماني دستگاه، ̂ به علت پيچيدگي هاميلتونين مسئله است. در اين مقاله‌نشان ميدهيم كه چگونه ميتوان از تبديل جردن-ويگنر براي شبيهسازي هر هاميلتوني چند جسمي فرميوني در يك رايانه كوانتومي استفاده كرد. ما الگوريتمي را بر اساس دروازههاي كيوبيتي توسعه ميدهيم كه يك هاميلتوني فرميوني كلي را كه به عنوان ضرب تعداد معيني از عملگرهاي خلق و نابودي نوشته شده است، به عنوان ورودي گرفته و تحول زماني دستگاه چندجسمي را به عنوان خروجي، در موارد ساده به دست مي دهد.

One of the most important problems of quantum simulation of large molecules is the exact analysis of the system time evolution operator, ? due to the Hamiltonian complexity of the problem. In this paper, we show how the Jordan-Wigner transform can be used to simulate any fermionic many-body Hamiltonian on a quantum computer. We develop an algorithm based on qubit gates that takes as input a general fermionic Hamiltonian written as the product of a certain number of creation and annihilation operators and gives as output the time evolution of the many-body system, in simple cases.