基于量子相位估计算取分子间相互作用能的超分子方法
量子物理
2025-12-29 v2 化学物理
摘要
非共价、分子间相互作用能的精确计算对于理解各种化学现象至关重要，量子计算机有望加速这一过程。尽管当前最先进的量子计算机仍是噪声中等规模的系统，但 developing 面向容错量子计算机的理论框架仍迫在眉睫。本文探索了基于量子相位估计算取（QPE）的完整活动空间配置相互作用能（QPE-CASCI）计算的资源高效实现，借助第二阶 M{\o}ller--Plesset 扰动理论（MP2）基于 Boys 局部轨道的活动空间选择。我们使用 6 个系统量子比特和 6 个辅助量子比特，对 QPE 针对氢键构成的水分子二聚体的超分子方法-based 相互作用能计算进行了数值模拟。借助算法误差缓解，QPE-CASCI 模拟实现了相互作用能预测误差为 0.02 kcal mol（相对于 CASCI 结果），展示了所提方法的准确性和效率。还呈现了 QPE 量子电路压缩的初步结果，以减少两比特门的数量和深度。
引用
@article{arxiv.2512.04587,
title = {Supramolecular approach-based intermolecular interaction energy calculations using quantum phase estimation algorithm},
author = {Yuhei Tachi and Akihiko Arakawa and Taisei Osawa and Masayoshi Terabe and Kenji Sugisaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.04587},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 12 figures, typos fix