酉耦合簇理论因式分解形式的量子启发算法

酉耦合簇理论(UCC)的因式分解形式是可变分量子本征求解器的一种有前景的波函数拟设。本文基于针对单个 UCC 因子的精确算子恒等式,提出一种受量子启发的 UCC 算法。我们针对 H$_{10}$ 线性链与 H$_2$O 分子在单、双 $\zeta$ 基组下实现该算法,以深入理解作为波函数拟设的 UCC。我们发现,作为一种电子结构方法,UCC 可能对强关联系统具有潜在价值,而传统耦合簇理论在此类系统中存在困难。在量子计算机上,UCC 的因式分解形式亦可作为量子相位估计算法的初态制备方法,因其相比许多其他常见变分拟设与基态有更高重叠。该经典 UCC 算法亦使该技术得以广泛测试,有助于量子计算的基准评测。