用于模拟电池材料中非弹性X射线共振散射的量子算法
共振非弹性X射线散射(RIXS)是探测高容量正极材料结构退化的核心实验技术。然而,由于缺乏精确的模拟方法,实验光谱的解析面临挑战。该工作提出了一种量子算法,用于模拟锂过剩正极中假设形成的分子簇的RIXS光谱。该算法利用量子相位估计,从编码簇价电子激发散射跃迁振幅的状态中采样光谱谱线。研究人员通过在量子计算机中构建偶极算符的块编码,并运用量子信号处理实现中间核激发态上的格林函数传播子,从而制备该量子态。 为展示算法性能,该研究团队采用近期实验工作中提出的锰原子键合氧二聚体模型簇进行验证。基于PennyLane软件平台,研究人员针对化学意义明确的活性空间(其尺寸逐步增大)进行了RIXS光谱模拟的资源估算。对于包含20个轨道、具有经典计算挑战性的活性空间,该算法需要2.0×10¹⁰个Toffoli逻辑门和414个逻辑量子比特。
量科快讯
1 天前
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