截断式变分哈密顿量拟设:面向量子化学与材料科学的高效量子电路设计方案
量子计算有望通过解决经典计算机无法处理的复杂问题,从根本上改变量子化学和材料科学领域。然而,在噪声环境下开发高效量子算法仍是重大挑战。该工作提出截断变分哈密顿拟设(tVHA)——一种专为中等规模含噪声量子(NISQ)器件设计的新型计算电路架构。基于固态物理中的绝热定理原理,tVHA为广泛的应用场景提供了可行方案。该研究团队提出的拟设在牺牲部分精度的前提下,显著减少了参数数量并大幅压缩电路规模。相较于酉耦合簇(UCC)和硬件高效拟设(HEA)等先进方案,tVHA在变分量子本征求解框架内更易实现收敛。虽然本文聚焦tVHA在量子化学中的实际应用(包括证明其适用于弱/强关联体系及与活性空间计算的兼容性),但其基本原理表明该技术在量子计算平台上的材料科学计算领域具有更广阔的适用前景。
