在量子电路上使用朗之万恒温器的端到端分子动力学

该团队构建了一个用于正则系综(NVT)有限温度分子动力学的量子电路框架,该框架采用朗之万恒温器,将正则态制备与后续物理性质读取相连接。经典核相空间分布被编码为Koopman--von Neumann (KvN)波函数,正则态制备被表述为朗之万型福克-普朗克弛豫过程。哈密顿量李流、动量摩擦和动量扩散被分解为独立的电路模块。摩擦模块由对称化的动量空间膨胀表示,而扩散模块则通过概率虚时演化(PITE)实现的余弦滤波器来执行。该团队解析地量化了由PITE实现的余弦滤波器替代高斯扩散核所导致的领头阶温度偏差。该分析得出一个内部温度修正,以瞄准所需的物理平衡分布。作为将量子化学与KvN核动力学相连接的概念验证演示,该团队研究了H₂分子。数值模拟展示了从非平衡相空间分布到正则KvN态的弛豫过程。基于该正则态,该团队演示了两种互补的读取方式:与H-H拉伸坐标相关的振动态密度的动力学量子相位估计读取,以及过渡态理论(TST)速率常数的静态正则评估。该工作在一个最小分子系统中展示了将朗之万正则态制备与物理性质计算相连接的电路级协议,为量子计算机上的量子-经典混合分子动力学提供了具体的一步。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-05-28 16:05

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