基于密度矩阵嵌入框架的样本量子对角化实现配体类分子的量子模拟
使用经典电子结构方法精确处理扩展分子体系中的电子关联效应仍面临巨大计算挑战。混合量子-经典算法为解决这一难题提供了潜在路径,但在现有量子计算机上的实际应用需要同时满足缩减问题规模和抑制硬件噪声的策略。该工作将密度矩阵嵌入理论(DMET)与基于采样的量子对角化方法(SQD)相结合,在最小斯莱特型轨道基组(STO-3G)下计算了一系列天然配体类分子的基态能量。DMET将分子系统性地分割为嵌入式杂质子问题,而SQD通过迭代构型恢复增强的量子采样,实现了缩减构型空间的构建与经典对角化。最终获得的嵌入哈密顿量在IBM Eagle R3超导量子硬件(IBM Sherbrooke)上求解。所有研究体系的DMET-SQD能量与DMET-FCI基准值在化学精度(1千卡/摩尔)范围内高度吻合。这些结果表明:基于采样的量子方法结合稳健的嵌入框架后,能够可靠地将量子计算拓展至化学相关分子体系的模拟领域,在药物发现领域展现出潜在应用价值。



