量子科技中心_量科网

基于采样的量子对角化（SQD）方法通过将量子采样与经典对角化相结合，为在含噪中等规模量子（NISQ）设备上实现精确量子化学计算提供了有效途径。本研究提出HSQD——一种创新的半量子比特SQD方案，该方案将模拟化学系统所需的量子比特数减半，大幅降低电路深度和门操作次数，从而有效抑制硬件噪声。在模拟氮分子（10e,26o活性空间）解离过程中，HSQD在IBM量子硬件上仅需一半量子比特和减少40%的测量次数，即可达到与SQD相当的精度。该团队进一步采用受热浴构型相互作用（HCI）启发的采样选择策略优化HSQD，形成HCI-HSQD混合方法。该方法在N2势能面上实现亚毫哈特里精度，生成的子空间比经典HCI缩小达39%，显著提升了基态表示的紧凑性。最后，研究人员以铁硫簇为例验证HCI-HSQD的可扩展性，在（54e,36o）大活性空间体系中仅需SQD一半的量子比特数。对于[2Fe-2S]和[4Fe-4S]体系，HCI-HSQD分别将SQD能量误差降低76%和26%，同时缩减子空间规模、减半测量需求并省去昂贵后处理步骤。这些成果共同表明，半量子比特SQD为实现强关联化学体系的实用量子优势提供了一条兼具噪声鲁棒性和资源高效性的新路径。