Q # ResourcesEstimator для квантовой химии 1000+ кубитных систем

Question

Это вопрос об оценке ресурсов по проблемам квантовой химии

В документации для ResourcesEstimator говорится, что ...by executing the quantum operation without actually simulating the state of a quantum computer; for this reason, it can estimate resources for Q# operations that use thousands of qubits.

Мне интересно, как мы можем выполнить оценку ресурсов моделирования квантовой химии на тысячах кубитов. Хотя квантовая схема из тысяч кубитов может быть входом для ResourcesEstimator, мне не ясно, как генерировать квантовую схему с использованием обычного рабочего процесса, как описано в этой документации по сквозной связи с NWChem,

Насколько я понимаю, файл .nw предлагает генерировать молекулярные электронные интегралы, которые выводятся в файл BroomBridge .yaml, который загружается в GetGatecount и аналогичные средства оценки ресурсов. Тем не менее, при моделировании химии более 1000 кубитов, просто создание файла yaml займет несколько дней на мощном компьютере, а размер файла будет гига или терабайт.

Мой вопрос; Можем ли мы сделать эту оценку ресурсов без явного вычисления гамильтоновых матричных элементов? Если нет, то как вы предлагаете делать эти масштабные оценки ресурсов «до тысяч кубитов»?

Спасибо за вашу помощь! [Д #]

Answer 1

Было бы точнее сказать: «он может оценить ресурсы для операций Q #, использующих тысячи кубитов, , если классическая часть кода может быть выполнена за разумное время ».

Оценщик ресурсов QDK - это, по сути, специальный симулятор, который все еще "выполняет" полученную программу Q #. В отличие от симуляторов полного состояния или симуляторов Тоффоли, он не симулирует влияние затворов и измерений на состояние квантовых систем - вместо этого он увеличивает определенные счетчики, которые отслеживают метрики, произведенные оценщиком ресурсов. Например, если вы используете T-шлюз, он будет увеличивать счетчик T-шлюзов, но не будет касаться счетчика гейтов Паули или CNOT.

Это означает, что средство оценки ресурсов может запускать гораздо большие программы, чем другие симуляторы (основное ограничение на симулятор полного состояния исходит из необходимости обновления полного состояния системы, которое становится больше доступной памяти примерно на 30-40 кубитов). Но он все еще должен иметь возможность запускать программу, проходя через все ворота и все классические вычисления, даже если проход через ворота намного легче, чем на симуляторе полного состояния.