量子科技中心_量科网

量子算法的发展及其在量子化学中的应用，为解决经典计算方法难以处理的复杂分子问题开辟了新途径。在量子化学领域，变分量子本征解算器（VQE）作为一种混合量子-经典算法，专为估算分子系统基态能量而设计。尽管前景广阔，VQE仍面临可扩展性问题、高电路深度以及变分波函数优化过程中的贫瘠高原等挑战。为应对这些挑战，量子信息驱动构型（QIDA）利用量子互信息（QMI）构建紧凑且相关性驱动的量子电路。该研究团队回归QIDA最初的应用领域，将已定义的多阈值量子信息驱动构型（Multi-QIDA）方法应用于分子系统，通过量子化学计算获得的近似QMI矩阵，系统性地构建浅层分块量子电路。 Multi-QIDA方法整合了三大创新：通过最小/最大生成树优化QMI图谱的高效构建，减少所需关联算符数量；采用逐层迭代的VQE优化流程；同时引入SO(4)等新型门结构以增强电路表达能力而不显著增加复杂度。该方案成功在从H2O、BeH2、NH3等小分子的迭代自然轨道（INOs）基组，到H2O-6-31G-CAS(4,4)和N2-cc-pVTZ-CAS(6,6)等活性空间模型中验证，相较于传统硬件高效构型，既能恢复分子系统中缺失的关联性，又保持了计算效率。