使用量子退火计算受限活性空间中的分子基态能量

计算分子基态能量是计算化学领域的核心挑战。传统方法(如完全活性空间构型相互作用法)的计算复杂度会随分子尺寸呈指数级增长,限制了其在大分子体系中的应用。量子计算通过将分子哈密顿量映射到量子比特上,为实现更低计算复杂度提供了新途径。先前研究表明,分子基态计算可表述为量子退火可处理的离散优化问题,但受限于早期硬件性能和次优退火技术。本研究采用XBK方法将水分子基态问题映射为伊辛哈密顿量,利用增强的量子比特连通性和更短的嵌入链,获得Hartree-Fock水平解的概率较最先进的前代技术提升逾两倍。先进退火策略将Hartree-Fock精度扩展到更大规模问题实例:物理嵌入量子比特数达到先前最大报道值的2.5倍,退火结果提升两个数量级,相对Hartree-Fock的能量差达到0.120哈特里。这些成果标志着NISQ时代量子退火实际应用取得实质性进展。
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提交arXiv: 2025-12-12 18:08

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