多电子系统基态与最优核构型的一阶量子化绝热时间演化

我们提出一种新颖的绝热时间演化（ATE）方法，用于基于一阶量子化在量子电路上获取量子多电子系统的基态。ATE 方法一个显著的特点是，它仅由表示实时演化的酉操作构成，这意味着不需要任何辅助量子比特，也不需要受控实时演化算符。特别地，我们在本研究中探索了 ATE 方法的一阶量子化形式，因为一阶量子化实时演化在量子电路上的实现已知是高效的。然而，在以一阶量子化形式实现 ATE 量子电路时，障碍在于如何设定绝热哈密顿量以及如何制备相应的初始基态。我们提供了一种制备反对称且非简并初始基态的方法，其适合作为 ATE 电路的输入，使我们的 ATE 方法可应用于任意电子数的系统。此外，通过考虑量子力学电子系统与经典核系统的一阶量子化哈密顿量，我们设计了一种基于 ATE 的最优结构搜索量子电路。我们对简单系统进行了数值模拟，确认可通过我们的方法获得电子系统的基态与最优结构。