多状态迭代量子耦合群（MS-iQCC）：一种面向基态和激发态能量的量子启发方法
化学物理
2026-01-05 v2 量子物理
摘要
我们提出了多状态迭代量子耦合群（MS-iQCC）方法，这是一种在经典硬件上高效运行的量子启发算法，旨在预测分子的基态和激发电子态。准确的激发态能量学至解释光谱和化学活性，但标准的电子结构方法要么对于较大系统计算过于昂贵，要么在存在强电子关联时失去可靠性。MS-iQCC通过在单个、状态平均的程序中同时优化多个电子态来解决这一挑战，既能处理基态，也能处理激发态。这一方法消除了当激发态一个接一个地计算时引入的能量偏差。该方法支持多参考电子结构，通过允许多决定性初始猜测并通过适应性地构建来自量子激发生成器池中的紧凑指数型解。我们将MS-iQCC应用于H、HO、N和C，包括强关联几何构型，观察到所有目标态能量在其势能曲线上均实现到化学上有意义精度的稳健收敛。
引用
@article{arxiv.2511.01121,
title = {Multistate iterative qubit coupled cluster (MS-iQCC): a quantum-inspired, state-averaged approach to ground- and excited-state energies},
author = {Robert A. Lang and Shashank G. Mehendale and Ilya G. Ryabinkin and Artur F. Izmaylov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.01121},
year = {2026}
}
备注
16 pages, 7 figures, modified introduction