May 27 – 28, 2024
MLIT
Europe/Moscow timezone

Расчет электронной структуры атома московия с помощью квантовых алгоритмов

May 27, 2024, 3:40 PM
20m
MLIT, 5-th Floor, Conference Hall

MLIT, 5-th Floor, Conference Hall

Speaker

Anastasiia Durova (St. Petersburg State University)

Description

Знание электронной структуры необходимо для понимания свойств атомов, химических соединений и материалов. Учет электронных корреляций остается довольно сложной задачей, несмотря на значительный прогресс в развитии вычислительных методов и аппаратного обеспечения. Фундаментальное ограничение, которое препятствует точному описанию многоэлектронных систем на классических компьютерах, связано с экспоненциальным ростом конфигурационного пространства при увеличении числа активных частиц. Естественный способ преодолеть это препятствие — проводить расчеты квантовых систем на квантовых устройствах. Такие вычисления требуют совершенно новых алгоритмов, использующих квантовые эффекты.

Целью представленной работы является исследование применимости квантовых алгоритмов к задаче расчета электронной структуры атомных систем на примере основного состояния атома московия. Расчеты проводились с помощью двух квантовых алгоритмов: Iterative Quantum Phase Estimation (iPEA) и Variational Quantum Eigensolver (VQE) с различными оптимизаторами и типами анзацев. Атом московия был выбран из-за наполовину заполненной p-оболочки в основной конфигурации, что затрудняет расчет энергии основного состояния с использованием стандартного метода связанных кластеров. Продемонстрировано, что расчеты с помощью VQE могут быть успешно реализованы в конфигурационном пространстве, содержащем около 500 000 детерминантов Слейтера.

  1. V. A. Zaytsev, M. E. Groshev, I. A. Maltsev, A. V. Durova, V. M. Shabaev, Int. J. Quant. Chem., 124, 1, e27332 (2023)

Primary author

Anastasiia Durova (St. Petersburg State University)

Co-authors

Dr Ilia Maltsev (St. Petersburg State University) Maksim Groshev (St. Petersburg State University) Prof. Vladimir Shabaev (St. Petersburg State University)

Presentation materials