[2511.22158] घनत्व मैट्रिक्स एंबेडिंग फ्रेमवर्क में नमूना-आधारित क्वांटम विकर्णीकरण के माध्यम से लिगैंड-जैसे अणुओं का क्वांटम सिमुलेशन

आशीष कुमार पात्रा और 6 अन्य लेखकों द्वारा लिखित घनत्व मैट्रिक्स एंबेडिंग फ्रेमवर्क में नमूना-आधारित क्वांटम विकर्णीकरण के माध्यम से लिगैंड-जैसे अणुओं का क्वांटम सिमुलेशन नामक पेपर का एक पीडीएफ देखें।

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अमूर्त:विस्तारित आणविक प्रणालियों में इलेक्ट्रॉन सहसंबंध का सटीक उपचार शास्त्रीय इलेक्ट्रॉनिक संरचना विधियों का उपयोग करके कम्प्यूटेशनल रूप से चुनौतीपूर्ण बना हुआ है। हाइब्रिड क्वांटम-शास्त्रीय एल्गोरिदम इन सीमाओं को दूर करने के लिए एक संभावित मार्ग प्रदान करते हैं; हालाँकि, मौजूदा क्वांटम कंप्यूटरों पर उनकी व्यावहारिक तैनाती के लिए ऐसी रणनीतियों की आवश्यकता होती है जो समस्या के आकार को कम करती हैं और हार्डवेयर शोर को कम करती हैं। इस काम में, हम घनत्व मैट्रिक्स एंबेडिंग थ्योरी (डीएमईटी) ढांचे के भीतर नमूना-आधारित क्वांटम विकर्णीकरण (एसक्यूडी) का उपयोग करके लिगैंड-जैसे अणुओं की ग्राउंड-स्टेट ऊर्जा गणना की जांच करते हैं, जो विभिन्न बॉन्डिंग रूपांकनों के साथ कम-समरूपता प्रणालियों पर ध्यान केंद्रित करते हैं जो टुकड़े-पर्यावरण उलझाव में उपप्रणाली-निर्भर विविधताओं को प्रदर्शित करते हैं। ये उलझाव-आधारित विविधताएं सीधे स्नान कक्षीय निर्माण, अशुद्धता आकार और एम्बेडेड हैमिल्टनियन की संरचना को प्रभावित करती हैं, जो एम्बेडिंग और क्वांटम नमूनाकरण दोनों के लिए गैर-तुच्छ चुनौतियां पेश करती हैं। क्वांटम सैंपलिंग और पुनरावृत्त कॉन्फ़िगरेशन पुनर्प्राप्ति के माध्यम से कम कॉन्फ़िगरेशन स्थानों के एसक्यूडी-आधारित निर्माण के साथ डीएमईटी विखंडन को जोड़कर, हम आईबीएम के ईगल आर 3 सुपरकंडक्टिंग क्वांटम हार्डवेयर (आईबीएम शेरब्रुक) पर क्वांटम सिमुलेशन करते हैं, जिससे पता चलता है कि एम्बेडिंग सबसिस्टम में उलझाव संरचना सिमुलेशन की दक्षता और सटीकता निर्धारित करने में केंद्रीय भूमिका निभाती है। इन जटिलताओं के बावजूद, हम दिखाते हैं कि डीएमईटी-एसक्यूडी ढांचा डीएमईटी-एफसीआई बेंचमार्क के साथ मजबूत समझौते में जमीनी स्तर की ऊर्जा पैदा करता है, जिससे अध्ययन की गई सभी प्रणालियों में रासायनिक सटीकता (1~kcal/mol) प्राप्त होती है। ये परिणाम दर्शाते हैं कि एसक्यूडी-आधारित क्वांटम सिमुलेशन को कम-समरूपता, रासायनिक रूप से यथार्थवादी, उद्योग-प्रासंगिक अणुओं तक मजबूती से बढ़ाया जा सकता है और स्केलेबल क्वांटम इलेक्ट्रॉनिक संरचना गणना के लिए उलझाव-जागरूक एम्बेडिंग रणनीतियों के महत्व को उजागर किया जा सकता है।