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量子计算有望利用量子态的集体特性（包括叠加、干涉和纠缠）进行计算，在解决各种应用中计算成本巨大的问题方面发挥重要作用。量子力学 (QM) 方法是各种应用的候选方法，可以在基于结构的方法中提供准确的绝对能量计算。QM 方法是描述反应途径及其势能面 (PES) 的有力工具。在本研究中，我们应用量子计算来描述氯甲烷和氯离子之间的双分子亲核取代 (SN 2) 反应的 PES。我们使用量子算法进行了无噪声和噪声模拟，并比较了模拟的准确性和噪声影响。在无噪声模拟中，UCCSD 和 k-UpCCGSD 的结果与具有相同活动空间的全构型相互作用 (FCI) 的结果相似，这表明量子算法可以描述 SN 2 反应的 PES。在噪声模拟中，UCCSD 比 k-UpCCGSD 更容易受到量子噪声的影响。因此，k-UpCCGSD可以作为UCCSD的替代方案，以减少嘈杂的中尺度量子时代的量子噪声效应，并且k-UpCCGSD足以描述本工作中SN 2 反应的PES。结果显示了量子计算对SN 2 反应途径的适用性，并为基于结构的量子计算分子模拟提供了有价值的信息。
arXiv:2112.15314v1 [quant-ph] 2021 年 12 月 31 日
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