本发明专利技术公开了一种利用量子化学计算目标体系能量的方法、装置及介质，方法包括：首先确定目标体系信息，目标体系信息包括目标体系的哈密顿量、电子信息以及电子自旋轨道信息，基于电子信息以及电子自旋轨道信息，获得目标体系费米子形式的Hartree Fock态，通过预先设置的编码方式，将费米子形式的Hartree Fock态编码至量子比特上，得到泡利算子形式的量子态，最后根据目标体系的哈密顿量，并基于泡利算子形式的量子态以及演化波函数，计算目标体系的能量，它能够为量子化学模拟计算目标体系能量的实现提供支持，提高计算速度和计算精度，促进量子化学模拟应用的进一步发展。进量子化学模拟应用的进一步发展。进量子化学模拟应用的进一步发展。
【技术实现步骤摘要】
利用量子化学计算目标体系能量的方法、装置及介质
[0001]本专利技术属于量子计算
，特别是一种利用量子化学计算目标体系能量的方法、装置及介质。
技术介绍
[0002]量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机因其具有相对普通计算机更高效的处理数学问题的能力，例如，能将破解RSA密钥的时间从数百年加速到数小时，故成为一种正在研究中的关键技术。
[0003]量子计算模拟是一个借助数值计算和计算机科学来仿真遵循量子力学规律的模拟计算，作为一个仿真程序，它依据量子力学的量子比特的基本定律，利用计算机的高速计算能力，刻画量子态的时空演化。
[0004]随着量子化学理论的不断完善，计算化学已经成了化学工作者解释实验现象、预测实验结果、指导实验设计的重要工具，在药物的合成、催化剂的制备等方面有着广泛的应用。但是，面对计算化学所涉及的巨大计算量，经典计算机在计算精度、计算尺寸等方面显得能力有限，这就在一定程度上限制了计算化学的发展，由此导致用户对化学体系进行模拟计算的应用不强，影响量子化学模拟应用的进一步发展。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种利用量子化学计算目标体系能量的方法、装置及介质，以解决现有技术中的不足，它能够为量子化学模拟计算目标体系能量的实现提供支持，提高了计算速度和计算精度，促进量子化学模拟应用的进一步发展。
[0006]本申请的一个实施例提供了一种利用量子化学计算目标体系能量的方法，所述方法包括：
[0007]确定目标体系信息，所述目标体系信息包括目标体系的哈密顿量、电子信息以及电子自旋轨道信息；
[0008]基于所述电子信息以及电子自旋轨道信息，获得所述目标体系费米子形式的Hartree Fock态；
[0009]通过预先设置的编码方式，将所述费米子形式的Hartree Fock态编码至量子比特上，得到泡利算子形式的量子态；
[0010]根据所述目标体系的哈密顿量，并基于所述泡利算子形式的量子态以及演化波函数，计算所述目标体系的能量。
[0011]可选的，若所述目标体系的自旋轨道数为N，所述目标体系的哈密顿量矩阵的维度为2
N
‑
2，且用于编码的所述量子比特的数量为N
‑
2。
[0012]可选的，所述目标体系的电子信息包括α电子和β电子，所述泡利算子形式的量子态通过以下形式进行表示：
[0013][0014]其中，p为α电子或β电子的自旋轨道序号，M为α电子或β电子的自旋轨道的数目，且
[0015]可选的，所述预先设置的编码方式包括：Parity变换。
[0016]可选的，所述获得所述目标体系费米子形式的Hartree Fock态之后，所述方法还包括：
[0017]根据所述目标体系费米子形式的Hartree Fock态，获取所述目标体系的试验态。
[0018]可选的，所述根据所述目标体系费米子形式的Hartree Fock态，获取所述目标体系的试验态，包括：
[0019]根据预先选择的拟设方式，对所述Hartree Fock态进行演化，得到演化后的量子态作为所述目标体系的试验态。
[0020]可选的，所述根据预先选择的拟设方式，对所述Hartree Fock态进行演化，得到演化后的量子态作为所述目标体系的试验态，包括：
[0021]计算所述目标体系费米子形式的簇算符；
[0022]选择映射方式并将所述目标体系费米子形式的簇算符变换为泡利算子形式的簇算符；
[0023]将所述泡利算子形式的簇算符分解为对应酉算子形式并进行演化，得到演化后的量子态作为待求解目标体系的试验态。
[0024]本申请的又一实施例提供了一种利用量子化学计算目标体系能量的装置，所述装置包括：
[0025]确定模块，用于确定目标体系信息，所述目标体系信息包括目标体系的哈密顿量、电子信息以及电子自旋轨道信息；
[0026]获得模块，用于基于所述电子信息以及电子自旋轨道信息，获得所述目标体系费米子形式的Hartree Fock态；
[0027]转化模块，用于通过预先设置的编码方式，将所述费米子形式的Hartree Fock态编码至量子比特上，得到泡利算子形式的量子态；
[0028]计算模块，用于根据所述目标体系的哈密顿量，并基于所述泡利算子形式的量子态以及演化波函数，计算所述目标体系的能量。
[0029]可选的，所述获得模块之后，所述装置还包括：
[0030]获取模块，用于根据所述目标体系费米子形式的Hartree Fock态，获取所述目标体系的试验态。
[0031]可选的，所述获取模块，包括：
[0032]演化单元，用于根据预先选择的拟设方式，对所述Hartree Fock态进行演化，得到演化后的量子态作为所述目标体系的试验态。
[0033]可选的，所述演化单元，包括：
[0034]计算子单元，用于计算所述目标体系费米子形式的簇算符；
[0035]变换子单元，用于选择映射方式并将所述目标体系费米子形式的簇算符变换为泡利算子形式的簇算符；
[0036]分解子单元，用于将所述泡利算子形式的簇算符分解为对应酉算子形式并进行演化，得到演化后的量子态作为待求解目标体系的试验态。
[0037]本申请的一个实施例提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项所述的方法。
[0038]本申请的一个实施例提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项所述的方法。
[0039]与现有技术相比，本专利技术首先确定目标体系信息，目标体系信息包括目标体系的哈密顿量、电子信息以及电子自旋轨道信息，基于电子信息以及电子自旋轨道信息，获得目标体系费米子形式的Hartree Fock态，通过预先设置的编码方式，将费米子形式的Hartree Fock态编码至量子比特上，得到泡利算子形式的量子态，最后根据目标体系的哈密顿量，并基于泡利算子形式的量子态以及演化波函数，计算目标体系的能量，它能够为量子化学模拟计算目标体系能量的实现提供支持，提高计算速度和计算精度，促进量子化学模拟应用的进一步发展。
附图说明
[0040]图1是本专利技术实施例提供的一种利用量子化学计算目标体系能量的系统网络框图；
[0041]图2是本专利技术实施例提供的一种利用量子化学计算目标体系能量的方法的流程示意图；
[0042]图3是本专利技术实施例提供的一种构建Hartree Fock态的量子电路示意图；
[0043]图4是一种拟设方式对应的量子电路结构示意图；
[0044]图5是本专利技术实施例提供的一种量子比特本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用量子化学计算目标体系能量的方法，其特征在于，所述方法包括：确定目标体系信息，所述目标体系信息包括目标体系的哈密顿量、电子信息以及电子自旋轨道信息；基于所述电子信息以及电子自旋轨道信息，获得所述目标体系费米子形式的Hartree Fock态；通过预先设置的编码方式，将所述费米子形式的Hartree Fock态编码至量子比特上，得到泡利算子形式的量子态；根据所述目标体系的哈密顿量，并基于所述泡利算子形式的量子态以及演化波函数，计算所述目标体系的能量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述目标体系的自旋轨道数为N，所述目标体系的哈密顿量矩阵的维度为2
N
‑
2，且用于编码的所述量子比特的数量为N
‑
2。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标体系的电子信息包括α电子和β电子，所述泡利算子形式的量子态通过以下形式进行表示：其中，p为α电子或β电子的自旋轨道序号，M为α电子或β电子的自旋轨道的数目，且4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预先设置的编码方式包括：Parity变换。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述获得所述目标体系费米子形式的Hartree Fock态之后，所述方法还包括：根据所述目标体系费米子形式的Hartree Fock态，获取所述目标体系的试验态。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标体系费米子形式的Hartree Fock态，获取所述目标体系的试验态，包...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，窦猛汉，
申请(专利权)人：本源量子计算科技合肥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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