H2 QPE 验证¶
比较真空与 MM 嵌入的 H2 能量。脚本将 Hartree 转为 kcal/mol 后报告稳定化能。
运行脚本¶
uv run python examples/qpe/h2_qpe_validation.py
脚本执行四个步骤：
根据 PySCF 数据构建真空和溶剂化 PennyLane 哈密顿量。
对真空和 MM 嵌入体系运行经典 Hartree-Fock 参考计算。
对两个哈密顿量执行 QPE。
比较 HF 和 QPE 稳定能。
示例构建的体系¶
组成 |
数值 |
|---|---|
分子 |
H2 |
键长 |
0.74 Angstrom |
基组 |
STO-3G |
活性空间 |
2 个电子，2 个轨道 |
系统量子比特数 |
4 |
MM 环境 |
以点电荷表示的 2 个 TIP3P 水分子 |
默认 QPE 寄存器 |
4 条估计线路 |
示例将 MM 点电荷放在距 H2 约 3 Angstrom 处。这个小环境用于测试 MM 嵌入路径。
解释结果¶
使用当前脚本的 run_validation_checks 和打印结果作为集成检查。该示例采用的阈值为：PennyLane HF 期望值与 PySCF HF 相差 0.1 kcal/mol，QPE–HF 绝对差为 2.0 Ha。这些刻意放宽的概念验证检查不能证明化学精度。脚本打印失败时不会设置失败退出状态，因此必须逐行检查 [OK] / [FAIL]。
带符号偏差为 E_QPE - E_HF，包含有限相位分辨率、Trotter 误差和采样效应，不能直接视为电子相关能。默认运行使用 100 次采样，因此 QPE 结果可能变化。脚本将稳定能定义为 (E_vacuum - E_solvated) 转换为 kcal/mol 的结果：正值表示溶剂化体系能量更低。当 QPE 稳定能的绝对值至多为 0.01 kcal/mol 时，脚本跳过符号检查。
比较回归结果时，保存输出、源码版本、依赖版本、设备和 QPE 参数。历史 README 数值不是验收阈值。
常见调整¶
增加估计线路数可提高相位分辨率。仅在确认内存和运行时间可接受后，才增加 Trotter 步数。如果能量看似回绕或大幅跳变，先检查基准时间和平移后的 QPE 参数，再解释差异的物理意义。