基于量子相位估计算法的实用量子化学计算工作流程：苯及其衍生物的电子基态和π-π*激发态
量子物理
2024-12-05 v2
摘要
得益于量子相位估计(QPE)算法的使用，量子计算机有望以比经典计算机更少的计算资源执行全组态相互作用计算。然而，即使在经典计算机上的数值模拟中，基于QPE的量子化学计算报道也有限，且QPE计算的实际工作流程尚未建立。在本文中，我们报告了苯及其氯代和硝基衍生物（作为代表性工业重要体系）的电子基态和π-π*激发单重态的QPE模拟，借助了量子电路模拟的GPGPU加速。我们采用从MP2计算获得的伪自然轨道作为波函数展开的基，在活性空间内进行CISD计算以找到激发态输入波函数中应包含的主要电子组态，以及减少计算总能量截断误差的技术。所提出的计算工作流程易于应用于其他分子，并可作为执行基于QPE的实际分子量子化学计算的标准方法。
引用
@article{arxiv.2312.16375,
title = {Workflow for practical quantum chemical calculations with quantum phase estimation algorithm: electronic ground and {\pi}-{\pi}* excited states of benzene and its derivatives{\dag}},
author = {Yusuke Ino and Misaki Yonekawa and Hideto Yuzawa and Yuichiro Minato and Kenji Sugisaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.16375},
year = {2024}
}
备注
18 pages, 9 figures, 7 tables