Giá trị mong đợi trong một qiskit VQE

Question

Tôi đang tìm hiểu VQE (máy đo lượng tử biến thiên) của qiskit, nhưng tôi có câu hỏi về cách nó đo giá trị kỳ vọng của năng lượng ($\left \langle H \right \rangle$). Tôi đã xem trong câu hỏi khác và họ nhận xét rằng qiskit sử dụng$\left \langle H \right \rangle = \langle \psi | H |\psi \rangle = \sum_{i} \lambda_{i} P_{i} $ Ở đâu $P_{i}=|\langle \phi_{i}|\psi \rangle|^2$. Nhưng câu hỏi của tôi là nếu qiskit cần eigenvector của nhà điều hành, tại sao nó lại sử dụng VQE? Qiskit đã có biểu diễn đường chéo chưa hay qiskit làm cách nào để đo năng lượng trong thiết bị giả lập và thiết bị thực?

Answer 1

Đầu ra của bộ đo điện tử lượng tử biến thiên (VQE) là một số (năng lượng trạng thái cơ bản của phân tử), xem tài liệu qiskit .

Đầu ra này có dạng một con số, vì vậy nó có thể rút ra từ một vài phép đo, hoặc chúng ta chỉ tập trung vào một phần thông tin mà trạng thái lượng tử chứa. Tính năng này giúp chúng ta giảm đáng kể yêu cầu tài nguyên nếu chúng ta cần biết vector trạng thái chi tiết của trạng thái mà kỹ thuật chúng ta cần là chụp cắt lớp trạng thái lượng tử (một kỹ thuật đắt tiền). Ví dụ, đối với một$n$trạng thái -qubit, về mặt toán học nó có thể được mô tả bằng một $2^n$ vector chuẩn-một chiều, và việc chụp cắt lớp trạng thái làm là trích xuất tất cả những thứ này, chẳng hạn như các con số.

Vì vậy, nếu bạn đang sử dụng một máy tính cổ điển để mô phỏng một máy tính lượng tử , thì VQE không hữu ích vì bạn có tất cả các ma trận và vectơ. Nhưng nếu bạn đang sử dụng các thiết bị lượng tử thực thì để tránh chụp cắt lớp lượng tử tiêu tốn tài nguyên thì bạn phải chọn mục tiêu của mình một cách khôn ngoan.

Tôi là người mới trong lĩnh vực chụp cắt lớp lượng tử, vì vậy nếu bạn có vấn đề hoặc phát biểu của tôi khó hiểu, vui lòng cho tôi chút thời gian.