基于生成式量子求解器的Auger光谱：量子方法处理分子激发
量子物理
2026-03-16 v1
摘要
Auger电子光谱是通过核心级衰减过程表征电子结构的一种方法，广泛用于材料表征；然而，直接从分子几何结构计算需要准确处理多个激发态，这对经典方法构成挑战。我们提出了一种混合量子-经典工作流程，用于计算Auger光谱，结合生成式量子求解器(GQE)进行基态准备、量子自洽方程动力学方法进行激发态计算以及Auger跃迁率的单中心近似。GQE使用GPT-2模型生成量子电路进行基态优化，使我们的工作流程能够受益于HPC并行和GPU加速，实现随系统规模而提升的可扩展性。我们通过计算水的Auger光谱(使用STO-3G基组)并与完全经典的完全配置相互作用计算、来自计算文献和来自实验文献的光谱进行定性和定量一致性验证。我们还发现对于水来说，用GQE取代VQE结果几乎相同，但GQE生成的基态估计器的总门位数约为VQE的一半。
引用
@article{arxiv.2603.12859,
title = {Auger Spectroscopy via Generative Quantum Eigensolver: A Quantum Approach to Molecular Excitations},
author = {Kimberlee Keithley and Shunsuke Yamamoto and Ryota Kenmoku and Ikko Hamamura and Kouhei Nakaji and Shu Kanno and Takao Kobayashi and Qi Gao and Shumpei Uno and Kohei Oshio and Naoki Watanabe and Takeshi Sato and Naoki Yamamoto and Shunya Minami and Yohichi Suzuki and Yuma Nakamura and Jorge A. Campos-Gonzalez-Angulo and Mohammad Ghazi Vakili and Alan Aspuru-Guzik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.12859},
year = {2026}
}