基于变分量子 deflation 方法的核心激发态与核心电离态计算及其在光催化剂建模中的应用
化学物理
2022-06-06 v1 量子物理
摘要
利用量子计算机进行量子化学计算的可能性引起了广泛关注。在此背景下，变分量子 deflation (VQD) 是一种用于在有噪声中等规模量子 (NISQ) 设备上计算激发态的量子-经典混合算法。尽管该方法的有效性已得到证明，但由于计算条件对结果的影响不确定，其实用应用很少。在本研究中，使用经典计算机模拟了基于 VQD 方法的常见分子的核心激发态和核心电离态计算，重点考察了代价函数惩罚项中权重系数的影响。采用基于分子轨道能级估算权重系数的简化流程，成功计算了这些核心能级态。以水分子的 O 1s 核心电离态为对象，使用不同权重系数进行计算，并系统检验了所得 ansatz 态。通过计算二氧化钛 (TiO2) 和氮掺杂 TiO2 模型的核心能级态，展示了该技术在功能材料中的应用。结果表明，采用适当代价函数的 VQD 计算可结合实验方法用于功能材料分析。
引用
@article{arxiv.2112.10350,
title = {Calculation of core-excited and core-ionized states using variational quantum deflation method and applications to photocatalyst modelling},
author = {Soichi Shirai and Takahiro Horiba and Hirotoshi Hirai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.10350},
year = {2022}
}