多态迭代量子比特耦合簇(MS-iQCC):一种量子启发的态平均方法,用于计算基态和激发态能量

该研究团队提出了多态迭代量子比特耦合簇(MS-iQCC)方法——一种可在经典硬件上高效运行的量子启发算法,其设计目标为同步预测分子的基态与激发态电子结构。精确的激发态能量数据对光谱解析与化学反应性研究至关重要,但传统电子结构方法要么对较大体系计算成本过高,要么在强电子关联情况下丧失可靠性。MS-iQCC通过等权处理基态与激发态的“状态平均”流程同步优化多重电子态,解决了这一难题。该方法消除了逐态计算时强制保持正交性带来的能量偏差,支持通过多行列式初始猜测及从量子比特激发生成库自适应构建紧凑指数拟设来实现多参考电子结构。研究人员将该方法应用于H4、H2O、N2和C2体系(含强关联几何构型),观察到所有目标态能量在势能面上均能稳健收敛至具有化学意义的精度。

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提交arXiv: 2025-11-03 00:06

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