统一绝热与非绝热激发态描述的系综变分量子本征求解方法

在当前嘈杂的中尺度量子计算时代,混合量子-经典处理器算法已成为解决电子结构本征问题的前景广阔的研究方向。其中,所谓"系综变分量子本征求解器"被设计用于平等处理基态与激发态,并已被证明能有效捕捉锥形交叉和电子态间避免交叉等特征——正如该团队近期在甲醛亚胺分子研究中所示范的那样。该工作还通过该案例揭示了基础系综变分原理如何自然地提供"准非绝热表示"。迄今为止,该方法仅限于计算哈密顿量的两个本征态。本文旨在阐明如何以及在何种条件下可将该方法推广至涉及三个或更多耦合电子态的模型体系。该团队提出的方法依赖于构建一种可直接在量子计算机上实现、用于后续后处理的参数化基变换,这一关键步骤还同步开发了针对多目标态优化的专用量子电路。研究人员为基变换参数制定了代数优化策略,以根据系综变分原理的不同目标形式获取目标本征态和最优非绝热态。作为原理验证,该方案已在H₄⁺分子离子体系(包含三电子四空间轨道)的不同几何构型下,成功应用于其前三个耦合电子态的计算研究。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-19 08:16

量科快讯