Quantum algorithms for electronic structure

报告题目：Quantum algorithms for electronic structure

报告人：刘杰 副研究员（中国科学技术大学）

报告时间：2022年1月6日 16:00-17:00

报告地点：江湾校区一号交叉楼A5005

摘要：通过操纵物质的量子态并利用它们的量子叠加与纠缠等特性，量子计算机有望大大提高电子结构计算的效率。变分量子特征值求解方法（VQE）作为一种目前最主要的量子算法之一，能够有效地降低量子线路的深度以及压制量子噪声的影响, 适合用来在近期含噪中等尺度的量子器件上的实现量子计算。我们基于量子模拟器发展了真实周期性化学体系的量子算法，将现有的VQE算法从分子体系推广到材料体系，但数值量子模拟显示VQE的计算结果相对于精确的全组态相互作用结果出现明显偏离。通过多K点到Gamma点映射（K2G）的方法或者引入完备算符空间的方法，可以将量子模拟的精度提高到与分子模拟相当的水平。我们将发展的方法应用到了固体势能面、能带以及格林函数的计算，并且得到了激发态的能量。同时，结合高阶约化密度矩阵近似方法以及有效Hamiltonian理论，发展了低标度、浅线路的量子算法。相关算法为未来量子计算机在材料与药物设计领域的应用奠定了基础。

报告人简介：刘杰博士本科和博士毕业于中国科学技术大学。之后在美国俄亥俄州立大学和德国马普所煤炭分所从事博士后工作。2018年加入杨金龙院士课题组担任特任副研究员。他的研究领域主要集中在量子化学与量子计算化学方法发展以及相应的程序软件开发。