东北大学理学院青年教师以第一作者在Science Advances上发表研究工作

作者:李军绪 公卫江编辑:迟美琪 张广宏来源:理学院更新日期:2023-05-16

近日,我校理学院物理系青年教师李军绪在基于量子设备的微扰论计算中取得重要突破,相关工作发表在Science子刊Science Advances上。Science Advances是美国科学促进会(AAAS)主打的开源期刊,是一个涵盖所有学术领域的开放性、综合性科学刊物。期刊被国内外高度认可,是中科院1Top期刊,目前的实时IF-2022-2023最新影响因子是14.98。文章第一作者是我校理学院物理系青年讲师李军绪,美国普度大学的Sabre Kais教授为通讯作者。东北大学为合作参与单位。

微扰论方法是求解量子力学中本征态和能级问题的最常用又最重要的方法之一。近年来,量子计算的发展如火如荼,但迄今却罕有利用量子计算机进行微扰论计算的尝试。东北大学理学院物理系青年教师李军绪与美国普度大学的Sabre Kais教授和IBM公司的BarbaraJones女士合作,设计了一种量子算法,能够在量子计算机上进行微扰论相关计算。基于给定的无微扰状态的本征能量与本征态,该量子算法可以计算微扰情形下的一阶本征态修正,和一阶、二阶本征能量修正。在计算复杂体系的二阶能量修正时,该量子算法的时间复杂度低于经典的微扰论方法。作者随后将该算法应用到了扩展哈伯德模型(extended Hubbard model)的计算中,基于qiskit进行数值模拟,又在IBM公司27量子比特的量子计算机上做了实机测试,验证了该算法的可行性。

本征态和本征能量的计算是近年来量子计算的热点和难点。该研究提出了一种基于微扰论的量子算法方法,数值模拟和实际测试进一步展示了该方法的可行性。该工作更为量子算法设计提供了一种新的思路。

论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg4576

部分量子线路设计及实机测试数据

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