Simulation of H2 molecule through Variational Quantum Eigensolver

In questa tesi spiego e implemento un metodo computazionale quantistico per la risoluzione dell’equazione di Schrödinger della molecola di idrogeno. In particolare, determino lo stato fondamentale (ground state) e l’energia minima ad esso associata, generando la distanza internucleare corrispondente. Nel primo capitolo espongo le basi del modello a circuiti della computazione quantistica, cioè il qubit, i sistemi di qubit e le operazioni quantomeccaniche e logico-circuitali che è possibile eseguire su di essi. Fatto questo, è necessario "tradurre" le funzioni d’onda e l’Hamiltoniana relative alla modellizzazione quantomeccanica della molecola di idrogeno in oggetti propri del framework della computazione quantistica, cioè qubit, porte logiche quantistiche e osservabili misurabili su computer quantistici. Questo viene esposto nel secondo capitolo. Nel terzo capitolo commento il programma che codifica ed esegue quanto presentato nel secondo capitolo, seguendo le regole stabilite nel primo. Il programma è scritto utilizzando la libreria open-source PennyLane, che fornisce un framework specifico per la computazione quantistica.