[发明专利]基于分子动力学模拟体系性质的计算方法、装置及介质

说明书

本申请提供一种基于分子动力学模拟体系性质的计算方法、装置及介质，该方法包括：根据初始时刻的第一体系参数，计算所述体系在初始时刻的初始总能量；根据所述第一体系参数和求解所述初始时刻的基态能量时的第一过程参数，计算所述体系在目标时刻的目标总能量；判断所述目标总能量与所述初始总能量的差值是否小于第一阈值；若所述目标总能量与所述初始总能量的差值不小于所述第一阈值，确定优化时刻；根据所述优化时刻，计算所述体系在优化时刻的基态能量；根据求解所述优化时刻的基态能量时的第二过程参数，计算所述体系在所述优化时刻的性质。本申请解决了相关技术中难以判断求解体系性质的精度是否达到要求的技术问题，提高了计算精度。

技术领域

本申请涉及量子计算技术领域，尤其涉及一种基于分子动力学模拟体系性质的计算方法、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。量子计算机因此具有相对普通计算机更高效的处理数学问题的能力。

在从头算分子动力学模拟中，原子的原子核在势能面上运动并用牛顿运动方程描述，该势能面通过计算体系电子结构的基态能量得到。同基于经验力场的分子动力学模拟相比，从头算分子动力学模拟通过求解电子的薛定谔方程来获得基态能量，具有更高的精度，该技术可应用于虚拟药物筛选、材料研究、化学反应模拟等领域。

体系电子结构的基态能量的求解，其计算量随体系电子数目的增加呈指数增长，经典计算机在计算精度和计算范围上都面临巨大困难。而基于量子算法的量子计算机被认为有潜在的优势，变分量子特征求解算法就是其中一种量子算法。所以使用变分量子特征求解算法，在量子计算机上进行从头算分子动力学模拟具有重要意义。

但是，在变分量子特征求解算法中，试验态是通过哈密顿量是否满足收敛条件获得。因此，试验态同真实波函数存在差距，所以如何判断求解的体系的性质（比如力、动能等）是否达到期望的精度是实际应用中面临的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种基于分子动力学模拟的体系性质的计算方法、装置及介质，能够解决相关技术中难以判断求解体系性质的精度是否达到要求的技术问题，提高计算精度。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，提供一种基于分子动力学模拟体系性质的计算方法，该方法包括：

根据初始时刻的第一体系参数，计算所述体系在初始时刻的初始总能量；其中，所述初始总能量包括初始时刻的基态能量和动能；

根据所述第一体系参数和求解所述初始时刻的基态能量时的第一过程参数，计算所述体系在目标时刻的目标总能量；

判断所述目标总能量与所述初始总能量的差值是否小于第一阈值；

若所述目标总能量与所述初始总能量的差值不小于所述第一阈值，确定优化时刻；

根据所述优化时刻，计算所述体系在优化时刻的基态能量；

根据求解所述优化时刻的基态能量时的第二过程参数，计算所述体系在所述优化时刻的性质。

可选地，所述第一体系参数包括所述体系在初始时刻的位置和速度；

所述根据初始时刻的第一体系参数，计算所述体系在初始时刻的初始总能量，包括：

根据所述体系在初始时刻的位置，获取所述体系在所述初始时刻的试验态；

测量所述体系在所述初始时刻的试验态下的期望；

判断当前所述期望与前次测量后的期望的差值是否小于第二阈值；