量子科技中心_量科网

鉴于锕系元素广泛的技术应用，充分理解其电子结构可推动众多领域的技术进步。量子计算将极大助力这一认知进程——它有望提供相对于经典方法的指数级加速，从而揭示锕系化合物复杂的电子结构本质。作为锕系元素量子计算化学研究的首次尝试，该工作对比了两种量子算法：适用于含噪声中等规模量子设备的量子计算矩量法（QCM），与需在容错量子计算机上运行的单一辅助量子位相位估计算法（QPE）。研究人员将这些算法应用于钚氧化物与氢化物的反应能量学研究，并通过多项技术降低量子硬件实验的资源需求：通过筛选哈密顿量泡利项减少QCM的测量开销，采用变分编译缩短QPE电路深度。最终，该团队从系列代表性化学模型中推导电子结构描述，并基于Quantinuum公司H系列离子阱量子处理器（使用最多19个量子比特）开展实验性能量计算。结果显示，量子实验数据与经典电子结构计算及态矢量模拟结果高度吻合。