基于样本量子对角化和纠缠锻造的氢提取过程的量子中心模拟

电子系统的模拟是量子核心计算机(即经典与量子处理单元协同工作的异构架构)的预期应用领域之一。其中一项重要应用是自由基链式反应的计算,包括导致航空航天工程中使用的复合材料光降解的反应。该研究团队以2,2-二苯基二丙烷的氢提取反应作为自由基链式反应步骤的最小模型,计算了其活化能与反应能。计算过程使用了IBM Heron系列超导量子处理器与经典计算资源。为此,该工作将称为“纠缠锻造”的量子比特缩减技术(EF)与基于采样的量子对角化方法(SQD)相结合——后者将薛定谔方程投影到从量子设备采样的构型子空间中。传统量子模拟中,一个量子比特代表一个自旋轨道,而EF技术将单个量子比特映射到空间轨道,使所需量子比特数量减半。该论文完整推导并详细描述了EF-SQD组合方法,并评估了该方法在不同尺寸活性空间中的计算精度。

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