近-frustration-free 电子结构哈密顿量表示及下界证书
量子物理
2026-02-06 v1 化学物理
摘要
基于范数平方（SOS）层次结构的哈密顿量表示提供了对基态能量的严格下界，并促进了高效的经典和量子仿真算法的设计。本 work 提出了一个统一框架，将 SOS 分解与变分 two-particle reduced density matrix（v2RDM）理论相连接。我们演示，“加权”SOS 解答自然地恢复 v2RDM 程序的对偶形式，使我们能够严格执行粒子数和自旋等对称性约束。我们为 Hubbard 模型和电子结构哈密顿量提供了显式的 SOS 构造，涵盖从自由旋模型到完整秩-2 展开。我们还指出了与块不变对称性偏移的理论联系。数值基准测试表明，这些近 frustration-free 表示在分子系统和铁硫簇上验证了其在提高谱间隙放大和减少量子算法中块编码成本方面的实用性。
引用
@article{arxiv.2602.05069,
title = {Near-frustration-free electronic structure Hamiltonian representations and lower bound certificates},
author = {Nicholas C. Rubin and Guang Hao Low and A. Eugene DePrince},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.05069},
year = {2026}
}