現(xiàn)階段流行的含噪聲的中等規(guī)模量子（Noisy Intermediate-Scale Quantum，NISQ）計算機在分子模擬中面臨兩大核心難題為量子線路表達(dá)受限與硬件噪聲干擾。
中心高性能計算部參與的研究團隊基于經(jīng)典后處理思路，對量子設(shè)備測得的“雙電子約化密度矩陣”施加嚴(yán)格的物理約束（即N-可表示性條件），并引入基于范數(shù)的距離約束，確保校正后的結(jié)果既符合物理規(guī)律，又與原始實驗數(shù)據(jù)保持一致性。
基于距離約束、N-可表示性的誤差校正方案
在數(shù)值模擬中，該方法對H?、LiH和線性H?分子的基態(tài)能量達(dá)到了近乎“完全組態(tài)相互作用”的化學(xué)精度，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)變分量子本征求解器在噪聲環(huán)境下的表現(xiàn)。此外，團隊還成功將該框架應(yīng)用于C?H?分子的超快電子衍射信號（Ultrafast Electron Diffraction）去噪，展示了其在預(yù)測復(fù)雜實驗可觀測量方面的適用性。
應(yīng)用于超快電子衍射模擬的信號去噪
相關(guān)研究成果已被Phys. Rev. Applied （中國科學(xué)院2區(qū)/新銳期刊2區(qū)，IF=4.4）錄用并發(fā)表。共同第一作者分別是北京大學(xué)前沿計算研究中心的丁齊鳴博士、華南師范大學(xué)的彭佳偉博士（研究期間為我中心訪問學(xué)者，現(xiàn)為香港大學(xué)博士后），中心副研究員馬英晉為共同通訊作者。
該研究得到中國工程物理研究院、北京師范大學(xué)、英國劍橋大學(xué)等合作科研人員的支持和幫助，同時得到國家安全學(xué)術(shù)基金、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項及中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會專項的支持。
相關(guān)成果：
????[1]?Obtaining?accurate?ground-state?properties?on?near-term?quantum?devices,
Qi-Ming?Ding#,?Jiawei?Peng#,?Junxiang?Huang,?Yukun?Zhang,?Huiyuan?Wang,?Xiaosi?Xu,?Jiajun?Ren,?Yingjin?Ma*,?Xiao?Yuan*,?Phys.?Rev.?Appl.?https://doi.org/10.1103/lx3w-w6jx.
責(zé)任編輯：郎楊琴