通过生成量子本征求解器进行俄歇光谱分析:分子激发的量子方法
俄歇电子能谱作为一种通过核能级衰变过程表征电子结构的方法,在材料表征领域应用广泛;然而直接从分子几何结构进行计算需要精确处理大量激发态,这对经典计算方法构成了挑战。该研究团队提出了一种计算俄歇光谱的混合量子-经典工作流程,结合了用于基态制备的生成式量子本征求解器(GQE)、用于激发态计算的量子自洽运动方程方法,以及俄歇跃迁速率的单中心近似方法。GQE利用GPT-2模型生成用于基态优化的量子电路,使得该工作流程能够受益于高性能计算的并行化和GPU加速,从而获得随体系规模增长的优越扩展性。通过使用STO-3G基组计算水的俄歇光谱,该团队验证了工作流程的有效性——计算结果与完全经典的完全组态相互作用计算结果、计算文献数据及实验文献数据均呈现定性和定量一致性。研究人员还发现,对于水分子体系,用变分量子本征求解器(VQE)替代GQE会得到近乎相同的光谱,但GQE生成的基态估算器所含量子门总数约为VQE生成器的一半。

