Trotter 化的 UCCSD 拟设是否在化学上定义良好？

变分量子本征求解器（VQE）已成为最有前景的近期量子算法之一，可用于模拟分子电子结构等多体系统。作为 VQE 算法中一种吸引人的拟设，幺正耦合簇（UCC）理论在近期文献中重新受到关注。然而，与最初的经典 UCC 理论不同，在量子计算机上实现需要对大量 Pauli 算符之和的指数进行有限阶 Suzuki-Trotter 分解。尽管已有文献认识到 UCC 方法 Trotter 化形式中算符排序的非唯一性，但不同排序是否在化学尺度上重要这一问题尚未被探讨。在本快报中，我们探究了算符排序对 Trotter 化 UCCSD 拟设以及 Lee 等人近期提出的更紧凑的 $k$-UpCCGSD 拟设的影响。我们观察到，不同算符排序的 Trotter 化在能量上存在显著的、依赖于体系的差异。能量变化发生在化学尺度上，有时达数百 kcal/mol 量级。本快报确立了不仅需要定义拟设中存在的算符，还需定义其出现顺序的必要性。这对于遵循量子化学中的“模型化学”概念至关重要，此外也具有科学可重复性的普遍重要性。最后，我们提出了一种有用策略，以从组合数量的可能性中选出单一定义良好且有效的算符排序。