迈向化学领域的量子优势

分子模拟被普遍视为展示“量子优势”的主要候选领域——所谓量子优势,指的是量子方法在精度或规模上超越经典方法的临界点。然而实现这种优势所需的量子比特数量与错误率仍不明确:基态电子结构的资源预估存在数量级差异,且迄今未有量子原生方法在商业相关规模得到验证。该研究团队通过采用经典处理器上的量子求解器,以前所未有的规模执行专为容错量子硬件设计的迭代量子比特耦合簇(iQCC)算法,成功模拟了需要数百个逻辑量子比特与数百万纠缠门的过渡金属有机配合物,从而解决了这一不确定性。运用此方法,研究人员计算了Ir(III)和Pt(II)磷光有机金属化合物的最低三重激发态(T1)能量,结果表明iQCC相较于实验数据实现了最低平均绝对误差(0.05电子伏特)和最高决定系数(0.94),其性能优于主流经典方法。该工作发现这些体系在逻辑量子比特数达到约200时仍可通过经典方法处理,由此确立了计算化学领域量子优势可能出现的阈值,并为未来量子计算机的资源需求提供了明确依据。
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提交arXiv: 2025-12-15 18:49

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