电子结构哈密顿量中的相关性即魔力

电子结构的量子计算的门数和量子比特需求已被广泛研究。然而，以纠缠和魔力衡量的电子基态中存在的量子资源仍较少被理解。我们研究了电子结构哈密顿量中的相关性与以 2-稳定子 Renyi 熵 (2-SRE) 衡量的魔力之间的关系。微扰计算表明，给定状态的 2-SRE 与其和参考稳定子态的重叠度成正比。在量子化学背景下，这将电子结构基态的魔力与其 Hartree-Fock 权重（一种既定的电子相关性度量）联系起来。我们随后表明，后 Hartree-Fock 基态的 2-SRE 与它们恢复的相关能成正比。我们通过上下文子空间 (CS) 方法探索了这一联系。我们提出了一个理论框架，表明 CS 方法可用于单调地改变近似 CS 基态的魔力，并证明了 CS 基态恢复的相关能与近似基态中存在的魔力成正比。我们给出了在一系列键长下，使用 Jordan-Wigner 编码对 190 种分子物种的模拟结果。魔力与相关性之间的线性关系在我们数据集的哈密顿量中具有稳健性，但在超过 Coulson-Fischer 点的键长处会失效，此时 Hartree-Fock 无法捕捉真实基态波函数的关键物理特征。通过建立相关能与 Hartree-Fock 参考权重与 2-SRE 的线性关系，我们得出结论：对于弱相关和中等相关的电子结构哈密顿量，相关性直接由 2-SRE 表示，从而由魔力表示。