证据源于量子选择的构型交互中的紧凑波函数
分子电子结构量子计算领域近期出现了一个新方向:将量子设备作为构型采样机器集成到高性能计算(HPC)平台中。这种方法充分发挥了量子硬件与经典硬件的协同优势——在状态采样这一经典计算难题上,量子计算机能在优质构型子空间选择中提供计算优势,而最终分子能量则通过求解HPC上的相互作用矩阵获得,从而规避了硬件噪声的影响。该研究团队提出了一种创新算法,该算法结合了量子选择构型相互作用(QSCI)中的随机哈密顿量时间演化与多参考微扰理论,后者可捕捉构型子空间外遗漏的关联效应。研究人员通过硬件实验验证了该方案:使用IQM超导设备的42个量子比特,以6-31G原子轨道基组计算了无机硅烷分子(SiH4)在Si-H键拉伸过程中的势能曲线。在强关联体系下,该工作获得的能量结果与热浴构型相互作用相当,但所用构型空间缩小了200倍以上,首次证明QSCI相比传统启发式方法能生成更紧凑的基态波函数表征。这一成果得益于基于时间演化量子态轨道占据数、预测单双激发以生成关联构型的创新采样方案。
