基于量子计算机模拟原子层沉积

本文介绍了一种基于量子计算机模拟锆元素原子层沉积（ALD）的方法，仿真器模拟了基于碳纳米管实现的量子比特架构特征。ALD过程控制是Several技术应用中的关键因素，包括自旋电子学、催化和可再生能源储存。我们首先从无限远的羟化硅（100）表面出发，对前体分子进行ab initio建模。具体而言，我们在三种构型下优化几何构型：反应物、过渡态和产物。随后，我们为每种状态导出有效的小型簇模型。对这些小簇执行原子价值活跃空间（AVAS）转换，得到有效的量子比特哈密顿量，并使用变分量子本征值求解器（VQE）算法进行求解。我们研究了反应活化能随活跃空间大小变化的收敛性，并在无噪声仿真器和模拟碳纳米管量子比特架构（包括适当噪声模型和后选校正）上的量子计算进行基准测试。这些计算显示两种仿真模式之间的优异一致性。我们的VQE计算为单确定性DFT和HF状态提供了多构型校正，为ALD反应的常规量子计算铺平了道路。