量子计算机上预玻恩-奥本海默动力学的高效模拟

该工作提出了一种用于第一量子化实空间网格上电子-核动力学直接第一性原理模拟的量子算法。通过利用交换网络线性缩放特性实现粒子间二次相互作用,并采用基于高度优化算术例程的库仑相互作用交替符号新方案,该算法实现了迄今最优的前玻恩-奥本海默分子哈密顿量块编码效率。研究团队对一系列具有科学和工业意义的化学反应进行了基准测试,在NH₃+BF₃反应中相比现有最优方案实现了超过一个数量级的成本降低——仅需1362个逻辑量子比特(系统+辅助比特)即可达到每飞秒8.7×10⁹托菲利门代价。这些成果显著降低了光化学反应容错模拟所需的资源,同时提供了一套预期能成为更广泛量子算法类别基础构建模块的算法原语。

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提交arXiv: 2026-02-11 19:00

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