Deel 3 · materiaal-naar-circuit
“Quantum-first” betekent hier niet dat de klassieke materiaalberekening verdwijnt. Het betekent dat elke klassieke stap wordt gekozen met een uiteindelijke qubit-Hamiltoniaan, observable en hardwaretest in gedachten.
De pijplijn
Quantum ESPRESSO levert de relativistische Bloch-toestanden. Wannier90 zet die om in gelokaliseerde spinorfuncties en hopping-matrices. Daarna controleren we Hermiticiteit, bandinterpolatie, modevolgorde en de relevante bevroren vensters. Pas na die controles wordt de Hamiltoniaan naar Pauli-operatoren vertaald.
Waarom de volgorde telt
Een fout in orbitalabels of spinorvolgorde kan een perfect uitvoerbaar circuit opleveren dat de verkeerde fysica simuleert. Daarom zijn materiaalvalidatie en circuitvalidatie afzonderlijke poorten. De QPU mag niet dienen als excuus om een ongeteste effectieve Hamiltoniaan “goud” te noemen.
Tijdsevolutie in Qiskit
Voor een Pauli-Hamiltoniaan representeert de evolutie de unitary U(t)=exp(−iHt). Qiskit kan dit als een PauliEvolutionGate beschrijven; de werkelijke implementatie gebruikt vervolgens een synthese- of productformule. Voor de 24-qubit transportobservable testen we expliciet of de eerste-ordeformule op de gekozen korte tijd nauwkeurig genoeg is.
Twee routes in één project
Materiaalafgeleid
De 12 spinormodi uit QE+SOC/Wannier90 vormen de 4-qubit één-gatroute. Hier is de koppeling met de ab-initio Hamiltoniaan direct.
Au-geïnspireerd
Het 24-qubit Hubbard-transportmodel bevat s–d-structuur, relativistische verschuivingen, SOC en interacties, maar de parameters zijn nog niet uit dezelfde Wannier-run geïmporteerd.
Bronnen en reproduceerbaarheid
- Quantum ESPRESSO-methodiek
- Wannier90-methodiek
- Perdew–Burke–Ernzerhof functionaal
- IBM Qiskit: PauliEvolutionGate
Stand van het project: 8 augustus 2026. Cijfers zijn afkomstig uit de bevroren lokale onderzoeksartefacten; claimgrenzen zijn bewust behouden.