基于采样的量子对角化作为局域化活性空间自洽场方法的并行片段求解器
准确高效地描述强关联电子系统是量子计算化学领域的核心挑战,无论对经典计算机还是量子计算机而言皆如此。局域化活性空间自洽场方法(LASSCF)采用片段活性空间的乘积作为变分空间,在每个片段内精确求解薛定谔方程,并以自洽方式定义片段活性空间轨道。该方法对具有强片段内关联和弱片段间关联的系统具有精确性,其计算成本与单个片段活性空间尺寸呈组合关系,而非其乘积关系。然而,精确求解每个片段内的薛定谔方程仍是主要瓶颈。本研究探索了采用近似方法求解片段活性空间薛定谔方程的可能性,特别是基于采样的量子对角化技术(SQD)。SQD利用量子计算机从化学启发的量子线路中采样构型,再通过经典计算机进行误差校正并在构型空间的子空间中求解薛定谔方程。该团队将提出的LASSQD方法应用于[Fe(H2O)4]2bpym4+化合物和[FeIIIFeIIIFeII(μ3-O)-(HCOO)6]配合物,分别计算其中间自旋基态能量,评估其精确度(源自薛定谔方程求解的近似性)和准确度(源自构型采样的随机性)。研究发现:LASSQD能处理LASSCF无法解决的片段尺寸,与LASSCF结果偏差在1kcal/mol以内;其性能与求解薛定谔方程的经典替代方法相当,因此可作为微扰处理(LASSQD-PDFT)的起点来恢复活性空间外的关联效应。
量科快讯
1 天前



