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该工作解决了半导体能带结构计算中激发态制备的关键挑战。研究人员提出了一种变分绝热特征求解器（VAE）协议，该协议将绝热演化与变分优化相结合，以在嘈杂中等规模量子（NISQ）设备上制备高保真度特征态。通过应用动量空间截断，该团队仅使用少量量子比特便精确计算了硅（一种理想化的无限周期系统）的电子能带结构。该研究采用了多量子比特参数化电路和基于相位的损失函数，克服了传统方法的局限性。这些局限性包括传统绝热方法中的电路构建困难，以及变分量子特征求解器在激发态计算中精度降低的问题。通过严格的数值模拟以及在超导量子处理器上的实验实现，研究人员成功制备了硅的价带和导带特征态。单次读取产生的态保真度超过96%，测得的能量期望值与理论能带能量偏差在0.5 eV以内。通过单频振荡拟合的进一步细化，能量偏差降至0.01 eV以下。该框架为精确确定量子材料中的电子结构提供了一条稳健且实用的途径。