量子化学中的埋藏解：生成具有已知基态的非平凡哈密顿量
量子物理
2025-09-23 v2 化学物理
摘要
生成具有已知基态解的大规模非平凡量子化学测试问题仍是电子结构方法基准测试的核心挑战。受组合优化中的埋藏解技术启发，我们引入四类具有嵌入、可检索基态的哈密顿量。这些哈密顿量模仿真实的电子结构问题，支持可调复杂度，源自参考系统。关键的是，在Construction parameters已知时，其基态能量可以精确计算。为隐蔽此结构并控制感知复杂度，我们引入了如杀手算子、平衡算子和随机轨道旋转等技术。我们以工业相关的均匀催化剂为例展示了此框架，并通过密度矩阵重正化群（DMRG）收敛行为验证可调难度。除了为可扩展的基准生成提供可能性外，我们的方法为探索电子结构方法的局限性并研究哈密顿量结构如何影响基态解的难度提供了受控环境。
引用
@article{arxiv.2507.15166,
title = {Planted Solutions in Quantum Chemistry: Generating Non-Trivial Hamiltonians with Known Ground States},
author = {Linjun Wang and Joshua T. Cantin and Smik Patel and Ignacio Loaiza and Rick Huang and Artur F. Izmaylov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.15166},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 6 figures