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量子计算化学资源估算工程

共计 30 章节
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01
课程导入与资源估算工程定位
目标=量子计算化学的资源估算目标 · 工程边界 · 与算法设计和硬件调度的关系
课程导入资源估算工程定位
02
化学问题的量子线路资源抽象
目标=从分子哈密顿量到量子线路 · 明确量子比特数 · 门数
化学问题的量子线…目标=从分子哈密…
03
二次量子化与哈密顿量构造的资源影响
目标=分子轨道选择 · 活性空间 · 基组大小对费米子算符数量和后续映射开…
二次量子化哈密顿量构造的资…
04
费米子到量子比特映射的资源对比
目标=Jordan-Wigner · Bravyi-Kitaev · Parity等映射对量子比特数
费米子到量子比特…Jordan-Wigne…
05
Pauli项合并与分组策略
目标=如何通过qubit-wise… · Pauli合并和截断降低测量与线路资…
Pauli项合并
06
Trotter与Suzuki乘积公式的资源估算
目标=不同阶数 · 步数 · 误差目标下的门数
TrotterSuzuki
07
量子线路编译与硬件原生门映射
目标=从逻辑门到目标硬件门集的转换对… · 深度和连通性约束的资源放大
量子线路编译硬件原生门映射
08
量子比特拓扑与SWAP开销估算
目标=在超导 · 离子阱等不同连通性下 · 如何估算路由和SWAP带来的额外资源
SWAP量子比特拓扑
09
测量与采样资源估算
目标=期望值估计 · 方差 · 置信区间
测量采样资源估算
10
量子相位估计类算法的资源估算
目标=QPE · IQPE · RPE等用于能量估计时的量子比特
量子相位估计类算…QPE
11
变分量子本征求解器资源估算
目标=VQE的ansatz选择 · 参数数量 · 优化循环
变分量子本征求解…VQE
12
量子虚时间演化资源估算
目标=QITE及其变体在化学模拟中的… · 测量和经典后处理资源
量子虚时间演化资…QITE
13
量子子空间方法与资源估算
目标=VQD · SSVQE · 量子子空间展开等方法的线路复用
量子子空间方法资源估算
14
量子线性代数与化学求解器资源
目标=块编码 · 量子奇异值变换 · 量子线性求解器在化学问题中的资源边界
量子线性代数化学求解器资源
15
量子傅里叶变换与相关化学应用资源
目标=QFT在相位估计和谱分析中的门… · 深度和辅助比特开销
量子傅里叶变换相关化学应用资源
16
量子行走与图论化学问题资源估算
目标=量子行走用于分子图 · 反应网络和电子结构问题时的资源模型
量子行走图论化学问题资源…
17
量子机器学习辅助化学资源估算
目标=量子核方法 · 量子神经网络在化学性质预测中的资源需…
量子机器学习辅助…目标=量子核方法
18
错误缓解与资源开销
目标=零噪声外推 · 概率误差消除 · 对称性验证等方法对采样和线路资源的额…
错误缓解资源开销
19
纠错量子计算资源估算
目标=表面码 · 逻辑量子比特 · T门工厂和魔法态蒸馏对化学模拟总资源…
纠错量子计算资源…目标=表面码
20
NISQ与容错阶段的资源分界
目标=不同硬件阶段下化学问题的可行规… · 资源瓶颈和工程取舍
NISQ容错阶段的资源分…
21
分子能量精度目标与资源映射
目标=化学精度 · 基组误差 · 算法误差和硬件误差如何共同决定资源需…
分子能量精度目标资源映射
22
活性空间与嵌入方法资源估算
目标=DMET · ONIOM · QM/MM等嵌入方案对量子计算资源的…
活性空间嵌入方法资源估算
23
动态相关与静态相关资源分配
目标=强关联体系 · 过渡金属 · 激发态问题中不同算法路线的资源特征
动态相关静态相关资源分配
24
量子化学资源估算工具链
目标=OpenFermion · Qiskit Nature · PennyLane
量子化学资源估算…OpenFermion
25
资源估算的基准测试设计
目标=选取分子 · 基组 · 算法和硬件参数
资源估算的基准测…目标=选取分子
26
小分子实战
目标=H2 · LiH · BeH2等体系的端到端资源估算
小分子实战H2
27
中等分子实战
目标=H2O · NH3 · CH4等体系的活性空间选择
等分子实战H2O
28
过渡金属与强关联体系实战
目标=FeMoco · Cr2 · 过渡金属配合物的资源挑战与估算策略
过渡金属强关联体系实战
29
反应路径与激发态资源估算实战
目标=势能面扫描 · 能隙计算 · 光化学过程中的多任务资源规划
反应路径激发态资源估算实…
30
资源估算工程报告与决策
目标=如何输出资源预算 · 瓶颈分析 · 硬件选型建议和路线图
资源估算工程报告决策