Perpustakaan Digital ITB

Simulasi kuantum bertujuan untuk memodelkan dan memprediksi sifat-sifat sistem kuantum yang berguna dalam berbagai bidang seperti desain material, obat-obatan, dan analisis reaksi kimia menggunakan komputasi. Tantangan utama dalam metode simulasi kuantum adalah ketidakmampuan komputer saat ini untuk mengatasi kompleksitas sistem kuantum secara efisien, karena kompleksitas tersebut meningkat secara eksponensial seiring dengan ukuran sistem yang dipertimbangkan. Salah satu ide solusi untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah dengan menggunakan komputer kuantum yang bekerja berdasarkan hukum mekanika kuantum. Pengembangan komputer kuantum saat ini masih berada di era NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum), sehingga memiliki jumlah qubit terbatas dan rentan terhadap gangguan oleh derau. Meskipun masih terbatas, peneliti berupaya untuk memanfaatkannya dengan mengembangkan algoritma hibrida yang dijalankan pada komputer klasik dan komputer kuantum. Salah satu algoritma hibrida yang digunakan pada simulasi kuantum adalah Variational Quantum Eigensolver (VQE). Algoritma VQE masih memerlukan banyak pengembangan agar lebih akurat dan efisien. Salah satu upaya pengembangannya disebut algoritma ADAPT-VQE, yang menggunakan sirkuit kuantum adaptif yang dikonstruksi secara khusus untuk setiap kasus yang ditinjau. Dalam penelitian ini, program implementasi untuk algoritma VQE dan ADAPT- VQE akan dikembangkan dan diuji pada perhitungan energi keadaan dasar molekul H2, LiH, dan N2H4. Hasil penelitian menunjukkan bahwa secara umum, ADAPT- VQE lebih efisien dalam hal jumlah gerbang kuantum dan kedalaman sirkuit untuk setiap kasus molekul yang diuji. ADAPT-VQE juga mampu memberikan tingkat akurasi yang lebih tinggi daripada VQE saat dibandingkan dengan nilai referensi komputasi klasik. Implementasi dan analisis dalam penelitian ini penting untuk dapat merancang metode VQE yang lebih akurat dan efisien, sehingga meningkatkan potensi pemanfaatan komputer kuantum dalam algoritma simulasi kuantum. komputasi kuantum, simulasi kuantum, kimia komputasi, struktur elektronik