量子-经典辅助场量子蒙特卡洛方法在实用化边缘的探索

该团队对量子-经典辅助场量子蒙特卡洛(QC-AFQMC)算法进行了改进,将主导的每一步经典计算复杂度从分子自旋轨道数 \(N\) 的 \(\tilde{\mathcal{O}}(N^{5.5})\) 降低至 \(\tilde{\mathcal{O}}(N^{4.5})\)。这一改进的核心在于应用Aitken块变换来处理量子试探态与经典Slater行列式行走子之间重叠估计中出现的奇异Pfaffian。结合使用算法微分计算力偏置,该方法在100个分子轨道的系统上实现了约 \(248\times\) 的预估运行时间提升。利用该团队的工作流程,该团队展示了从IQM Emerald收集的量子数据,并经过基于张量网络的误差缓解技术后处理的 \(H_8\) 基态能量计算。该团队进一步通过无噪声模拟验证了该方法的可扩展性,包括长达 \(H_{12}\) 的氢链,以及锂空气电池相关的 \(Li_2O_4\) 锂超氧二聚体在(26e, 20o)活性空间中的重排路径。该团队估计了QC-AFQMC在潜在容错实现中的量子与经典运行时间,表明该方法在早期容错时代具有前景。这些结果使QC-AFQMC向处理化学相关系统迈进了一步。
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提交arXiv: 2026-06-17 16:19

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