血素相关模型的自旋态能量学: 使用变分量子本征器求解器
量子物理
2026-01-26 v2
摘要
我们present了对去髓球蛋白质简化模型中不同自旋态（单极、三重态和五重态）能量分离的数值计算, 采用变分量子本征器求解器(VQE)算法. 旨在洞察VQE模拟过渡金属配合物的工作流程与挑战, 强调方法论而非硬件相关实现. 数值计算采用自研态矢量模拟器, 基于k-单位对偶群广义单双程度或k-UpCCGSD ansatz的单、双参考试验波函数. 计算的自旋态能量学覆盖至10个空间轨道(20个自旋轨道或量子比特)的活性空间, 结果与经典的完整活性自洽场(CASSCF)方法一致, 误差在1-4千卡/摩尔范围内. 我们评估了相关的多参考诊断, 并表明VQE计算得到的自旋态具有足够的多参考特征, 以揭示强电子关联效应的存在. 我们的Numerical模拟表明, 在理想情况下, VQE算法能够复现强关联系统(如过渡金属配合物)的自旋态能量学, 无论是单参考还是双参考试验波函数, 随着活性轨道数量增加, 均可渐进地实现与经典方法结果的良好一致.
引用
@article{arxiv.2504.08494,
title = {Spin-state energetics of heme-related models with the variational quantum eigensolver},
author = {Unathi Skosana and Sthembiso Gumede and Mark Tame},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.08494},
year = {2026}
}
备注
12 pages, 2 figures, appendix