新的“黄金标准”：酉耦合簇理论中的微扰三激发修正及量子计算前景

量子模拟的一个主要困难在于对大量纠缠粒子的充分处理，这在电子结构理论中与电子关联同义，而耦合簇（CC）理论是处理此问题的领先框架。在CC理论中，用微扰方法考虑高阶激发来增强计算上可承受的低秩近似，是弥补这些近似中缺失电子关联的一种易处理且有效的方法。这或许最好地体现在“黄金标准”CCSD(T)方法中，该方法利用多体微扰理论（MBPT）的考虑，用三激发的效应来增强基线CCSD。尽管取得了这一公认的成功，但MBPT与CC理论的酉类似理论（UCC）之间的这种协同作用尚未被探索。在这项工作中，我们提出了一种类似的方法，其中可以在量子计算机上获得的收敛的UCCSD振幅，被经典计算机利用来评估与三激发相关的能量修正——从而产生了UCCSD[T]和UCCSD(T*)方法。通过研究有限阶UCC能量泛函的性质，证明了这些选择背后的原理是严格的。尽管我们的努力不支持像(T)修正那样加入五阶贡献，但仍然使用混合UCCSD(T)方法进行了比较。我们评估了这些方法在一组小分子上的性能，并展示了利用MBPT和UCC理论之间固有协同作用的好处。