QB基态能量估算基准

基态能量估计(GSEE)是量子化学和凝聚态物理中的核心问题,需要高效算法来解决复杂的电子结构计算。该工作提出了一套结构化基准测试框架,用于评估经典与量子求解器在多样化GSEE问题实例上的性能。研究人员评估了三种主流方法——半随机热浴组态相互作用(SHCI)、密度矩阵重正化群(DMRG)和双因子化量子相位估计(DF QPE)——并揭示了它们各自的优势和局限。结果表明:完全优化的SHCI在基准测试集上实现了接近普适的可解性,DMRG在低纠缠度系统中表现卓越,而DF QPE目前受限于硬件和算法制约。但该团队发现,许多基准哈密顿量源自针对SHCI及相关方法优化的数据集,这种偏向性更有利于经典求解器。为缓解此问题,研究人员建议扩展基准测试集,纳入更具挑战性的强关联体系,以实现更均衡且前瞻性的求解器能力评估。随着量子硬件与算法的进步,该基准框架将成为追踪进展、识别量子方法可能超越经典技术领域的重要工具。QB-GSEE基准库已开源发布(https://github.com/isi-usc-edu/qb-gsee-benchmark)。通过维护这一可扩展的开源资源,该工作旨在加速计算量子化学与量子计算领域的创新。

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