[发明专利]基于自旋对称性制备体系试验态的方法、装置及介质

说明书

本申请提供了一种基于自旋对称性制备体系试验态的方法、装置及介质，其中，基于自旋对称性制备体系试验态的方法包括：确定体系以及所述体系的轨道数和电子数；基于自旋对称性，根据所述体系的轨道数和电子数，确定所述体系的费米子形式的簇算符包括的激发项数；根据所述激发项数，计算所述体系的费米子形式的簇算符；基于所述体系的费米子形式的簇算符，求解所述体系的试验态。本申请属于量子计算领域，解决了现有技术中难以模拟复杂分子的技术问题，节约了计算资源，提高了复杂分子的模拟效率。

技术领域

本申请属于量子计算领域，特别是一种基于自旋对称性制备体系试验态的方法、装置及介质。

背景技术

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机因其具有相对普通计算机更高效的处理数学问题的能力。可以理解的是，化学物质或材料的关键属性取决于化学物质或材料的电子性质，所以准确模拟化学物质或材料的电子性质至关重要。

长期以来，在原子水平上对分子和材料的能量和性质的理论解释一直被认为是量子计算最直接的应用之一，其作为一种新的计算范式受到广泛关注。近年来，利用量子计算机获取分子能量的算法一直是人们关注的焦点，但由于量子位数和相干时间的限制，对复杂分子体系的模拟仍然存在困难。

发明内容

本申请的目的是提供一种基于自旋对称性制备体系试验态的方法、装置及介质，以解决现有技术中难以模拟复杂分子的技术问题，节约了计算资源，提高了复杂分子的模拟效率。

第一方面，本申请提供了一种基于自旋对称性制备体系试验态的方法，包括：

确定体系以及所述体系的轨道数和电子数；

基于自旋对称性，根据所述体系的轨道数和电子数，确定所述体系的费米子形式的簇算符包括的激发项数；

根据所述激发项数，计算所述体系的费米子形式的簇算符；

基于所述体系的费米子形式的簇算符，求解所述体系的试验态。

可选的，所述基于自旋对称性，根据所述体系的轨道数和电子数，确定所述体系的费米子形式的簇算符包括的激发项数，包括：

根据所述体系的轨道数和电子数，获取所述体系的Hartree-Fock态；

根据预先选择的拟设方式，基于自旋对称性和所述体系的Hartree-Fock态，确定所述体系的费米子形式的簇算符包括的激发项数。

可选的，所述根据预先选择的拟设方式，基于自旋对称性和所述体系的Hartree-Fock态，确定所述体系的费米子形式的簇算符包括的激发项数，包括：

当所述拟设方式为单激发耦合簇时，确定所述体系的费米子形式的簇算符只包括单激发项数；

基于自旋对称性和Hartree-Fock态，确定所述单激发项数为所述体系中每个电子从所处的原自旋方向轨道激发到自旋方向一致的其它轨道所对应的激发项。

可选的，所述根据预先选择的拟设方式，基于自旋对称性和所述体系的Hartree-Fock态，确定所述体系的费米子形式的簇算符包括的激发项数，包括：

当预先选择的拟设方式为单双激发耦合簇时，确定所述体系的费米子形式的簇算符只包括单激发项数和双激发项数；

基于自旋对称性和Hartree-Fock态，确定所述单激发项数为所述体系中每个电子从所处的原自旋方向轨道激发到自旋方向一致的其它轨道所对应的激发项；以及确定所述双激发项数为所述体系中每两个电子共同从各自所处的原自旋方向轨道激发到对应自旋方向一致的其它两个轨道的激发项。