通过多体核自旋回波的分子几何结构量子计算

受量子信息启发的核磁共振波谱实验可能为测定分子结构及特性提供新途径,这些特性通过传统方法难以获取。该团队在向列型液晶中悬浮的两种有机分子上测量了时序失关联函数(OTOCs)[1-4],并探究了此类数据在分子结构解析任务中的应用价值。研究通过OTOC测量数据优化分子动力学模型,修正了基础力场中的已知近似误差。以甲苯的邻-间位氢原子平均间距及3',5'-二甲基联苯的二面角平均值估算为例,该工作验证了OTOCs的实用性,其精度与独立光谱测量结果相当。 为克服经典方法处理OTOC数据时存在的指数级计算成本问题,研究团队在Willow超导量子处理器上模拟了分子OTOCs,采用AlphaEvolve优化算法[5]设计的量子电路及任意角度费米子模拟门。通过基于泡利路径动力学模型[6]的新型零噪声外推技术,该团队在所有电路中以均方根误差0.05重复了学习实验。这项工作展示了一种利用低资源量子计算解析核磁多体回波信号的计算方案。
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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-10-22 13:03

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