量子线性响应的约化密度矩阵与累积量近似

线性响应(LR)是计算化学家工具箱中的重要工具。因此,量子计算机的出现催生其量子版本——量子线性响应(qLR)也就顺理成章。然而当前处于噪声主导的中期规模量子(NISQ)计算机时代,面临退相干时间短、测量速度慢等挑战。在此背景下,寻找能大幅降低量子计算负荷、同时仅轻微影响方法质量的近似方案具有重要意义。 为达成这一目标,该团队通过两种途径对原始的含单双激发的量子线性响应(qLRSD)方法进行近似:直接近似约化密度矩阵(RDMs),或通过相应的约化密度累积量(RDCs)间接近似。研究人员系统分析了基于RDMs的qLR测量成本,并报告了以下体系的qLR结果:氢阶梯模型系统;OCS、SeH₂和H₂S不同活性空间尺寸下的情况;以及对称拉伸的H₂O和BeH₂体系。 值得关注的是,虽然对四体RDMs和RDCs的近似在平衡几何构型体系和某些核心激发类型中表现良好,但当体系呈现强关联特性时,这两种近似均告失效。更令人遗憾的是,所有对三体RDMs和/或RDCs的近似都会严重影响结果精度,因此不具备适用性。

量科快讯