10月13日至18日,第十一届国际理论化学物理大会(ISTCP 2024)在山东青岛举行,由国际理论化学物理协会和山东大学共同主办,是ISTCP会议首次在中国举办。大会吸引了来自46个国家的616位专家、学者及研究生参加。
图| ISTCP-2024
ISTCP 2024由山东大学讲席教授、教育部长江学者特聘教授、国际量子分子科学院院士、英国皇家化学会会士、亚太理论与计算化学家协会会士刘文剑教授担任会议主席,会议聚焦于国际理论与计算化学、物理等领域的最新进展,涵盖电子与核动力学与统计学、波函数理论、密度泛函理论和含时密度泛函理论、电子结构低标度方法、嵌入方法、计算催化、计算材料、计算生物学、计算谱学、相对论电子结构理论、量子计算、软件设计和开发、化学原理与概念、机器学习等14个主题,设有 11个大会报告和 200 余个邀请报告。
图| ISTCP-2024现场照
在10月16日举办的“Quantum computing for quantum chemistry”环节报告中,启科量子高级研究员王宇辰博士发表了题为“在NISQ时代量子计算机上模拟量子开放系统演化”(Simulating Open Quantum System Dynamics on NISQ Computers with Generalized Quantum Master Equations)的演讲。
图|启科量子演讲
著名物理学家John Preskill指出,现在的量子计算机是含噪声中等规模量子(Noisy Intermediate-Scale Quantum,NISQ)计算机。中等规模指能操控的量子比特达到数十或者数百量级,含噪声体现为运行过程中的量子噪声难以避免,二者是NISQ时代量子计算的最大的特点。
王宇辰博士在演讲中介绍了一种量子算法,该算法基于广义量子主方程(GQME)方法,用于NISQ计算机上模拟开放量子系统的动力学。GQME方法克服了Lindblad主方程的局限性,无需假设弱系统-环境耦合和马尔可夫性,可以给出约化密度矩阵的精确量子动力学描述。
GQME使用记忆核(memory kernel)作输入,以计算相应的非酉传播子。启科量子研发人员展示了如何利用Sz.-Nagy扩张定理(Sz.-Nagy Dilation Theorem)将非酉传播子转换为更高维希尔伯特空间中的酉传播子,从而在NISQ计算机的量子线路上实现。
研发人员通过分析量子线路深度对结果准确性的影响,当限制计算对象为约化密度矩阵的对角元素时,验证了该量子算法在应用于自旋-玻色基准模型上的有效性。这一发现表明,启科量子的方法在NISQ 计算机上能够产生可靠的结果。
启科量子现已推出了量子-经典混合算力云平台,该平台为用户提供了离子阱量子计算机、模拟器和量子算法设计、研究和应用探索的编程环境,面向全球用户开放,来自学术界和工业界的化学家可以通过该量子计算云平台加速化学研究。
关于国际理论化学物理学会(ISTCP)
国际理论化学物理学会(ISTCP)由Janos Ladik于1990年创立,自1993年开始,每三年组织一次国际理论化学物理大会,展示理论化学物理的成就和进展,特别强调实验和理论物理化学、化学物理、材料和生命科学之间的相互作用。