使用量子选择组态相互作用(QSCI)模拟沥青中的加和结合能
以量子为中心的超级计算(量子处理器采样主导电子构型,经典高性能计算资源执行对角化)正成为实现关联电子结构计算的实用途径。该团队提出QuantumPave,一种用于计算沥青结合料中加合结合能的混合量子-经典工作流,该结合能是道路基础设施氧化老化过程的核心参数。研究人员以24原子吡啶-苯酚氢键复合物作为代表性模型,将机器学习原子间势(ORB v3)用于几何优化,并结合量子选定组态相互作用(QSCI,亦称基于样本的量子对角化SQD),在54量子比特IQM Emerald处理器上运行(10e, 10o)活性空间。在硬件上,SQD精确复现了活性空间CASCI参考值,得到结合能为-3.52 kcal/mol(-0.153 eV);器件噪声将采样范围拓宽至覆盖整个活性空间,因此无需零噪声外推。该活性空间值描述了一个物理氢键,其结合能低于量热焓约-6.25 kcal/mol,这一差异反映了紧凑活性空间的局限性。该工作表明,在当前量子硬件上,通过量子为中心的超级计算工作流,能够获得具有化学意义的工业相关材料问题的结合能。

