基于超分子方法的分子间相互作用能计算——采用量子相位估计算法
精确计算非共价分子间相互作用能对理解各类化学现象至关重要,而量子计算机有望加速这一过程。尽管当前最先进的量子计算机仍属于噪声中等规模(NISQ)设备,但开发适用于容错量子计算机的理论框架已成为紧迫课题。该工作探索了基于量子相位估计的完全活性空间组态相互作用(QPE-CASCI)计算的资源高效实现方案,结合了基于二阶Møller-Plesset微扰理论(MP2)的Boys局域轨道活性空间选择方法。研究人员采用6个系统量子比特和6个辅助量子比特,对氢键水二聚体的超分子方法分子间作用能计算进行了QPE数值模拟。借助算法误差缓解技术,QPE-CASCI模拟获得的相互作用能预测值与CASCI结果相比误差仅为0.02 kcal mol-1,验证了所提方法的精度与效率。该工作还展示了QPE量子线路压缩的初步成果,有效减少了双量子比特门数量和线路深度。



