量子子空间方法计算分子激发态：精度、资源降低及q-sc-EOM硬件实现的误差缓解
量子物理
2026-04-08 v1 化学物理
摘要
量子化学模拟中的问题，尤其是实现准确的激发态势能面，是实现量子实用性的主要应用方向之一。在近期量子硬件上，变分量子本征求解器（VQE）算法的变体是化学模拟的首选方法。本研究结合用于通用激发态的领先量子算法，即ADAPT-VQE/LUCJ和q-sc-EOM，来计算在具有挑战性的键断裂情景下的准确激发态势能面，并与经典可扩展的EOM-CCSD方法进行比较。本工作探索了利用q-sc-EOM方法实现激发态量子化学中量子实用性的途径。我们评估了其准确性，同时通过 Davidson算法和基旋转分组来缓解主要的规模瓶颈，将测量规模从O(N)降低到O(N），并通过 various error mitigation strategies 在量子硬件上实现该方法，以减少激发态中的门和测量误差。q-sc-EOM算法的硬件实现，通过对M3读出误差的缓解和对称性投影增强，能够产生相当准确的激发态能量，门噪声被确定为主要的误差来源。这为实现准确且可扩展的、通用适用的量子激发态方法奠定了基础，同时指出了需要进步的关键问题。
引用
@article{arxiv.2604.05380,
title = {Molecular Excited States using Quantum Subspace Methods: Accuracy, Resource Reduction, and Error-Mitigated Hardware Implementation of q-sc-EOM},
author = {Srivathsan Poyyapakkam Sundar and Prince Frederick Kwao and Alexey Galda and Ayush Asthana},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.05380},
year = {2026}
}