22、量子计算在化学与蛋白质折叠中的应用

量子计算在化学与蛋白质折叠中的应用

变分量子本征求解器（VQE）

VQE 是量子计算领域中一个强大的算法，其核心是 CustomVQE 对象类。它借助最小本征求解器接口，为给定的算子或哈密顿量计算最小本征值。 CustomVQE 的主要任务如下：
1. 计算期望值 ：在目标函数里，调用 Qiskit Runtime Estimator 原始服务，获取量子电路（Ansatz）和可观测量（哈密顿量中的项）的期望值。这个值是优化器每次交互收集的能量，还可选择性地返回给客户端。
2. 能量最小化 ：运行优化器以最小化能量。优化器会运行特定数量的周期，每个周期都会产生一个能量值，并通过结果回调返回。
3. 定义初始参数 ：为发送给优化器的 Ansatz 定义随机参数（角度）的初始点。
4. 返回最终结果 ：收集优化器完成后的最终 VQE 能量结果，并返回给客户端。

以下是 CustomVQE 类的代码实现：

from qiskit.algorithms import MinimumEigensolver, VQEResult
import numpy as np

# Define a custom VQE class
class CustomVQE(MinimumEigensolver):
    def __init__(self, estimat