电子波函数压缩方法II:自旋耦合广义价键波函数的量子估计器

该研究团队提出了一种基于测量的量子框架,用于评估自旋耦合广义价键(SCGVB)波函数中的重叠积分和哈密顿矩阵元。该方法解决了非正交价键方法的核心难题——如何计算不同构型态函数(通常是非正交的)之间的矩阵元。不同于在量子硬件上制备完整波函数,研究人员将所需物理量重新表述为泡利字符串算符的真空期望值,仅需通过由局域克利福德旋转和计算基测量组成的浅层无辅助量子电路即可获取。 相较于基于Hadamard测试的矩阵元估计方案,该方案通过将问题简化为局域泡利测量,避免了辅助量子比特和控制操作的使用。这种设计将SCGVB问题的代数构建与量子寄存器上的测量任务相分离,形成了一种适合近期量子架构的低深度策略。研究团队在方形和矩形H4分子体系上通过量子电路模拟验证了该框架,所得重叠积分和哈密顿矩阵在各类几何构型下均能准确复现基于经典Löwdin方法的参考值,且导出的Coulson-Chirgwin权重保持化学合理性。 这些成果证实了基于量子测量的方法辅助非正交SCGVB展开的可行性,为将量子测量技术整合至价键电子结构计算流程提供了实用路径。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-03-12 15:20

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