--- title: "Model, Sample, Solve — A Sampling-Based Quantum Computing Framework for Materials Science • CBPF Index" description: "O CBPF INDEX é o sistema de acompanhamento da produção científica e tecnológica do CBPF. Nele é possível obter a lista de publicações de artigos, livros, relatórios técnicos, etc de toda a comunidade do CBPF." canonical_url: "https://index.cbpf.br/publicacoes/6ad2a767639f62b11adbdaa9" locale: pt meta: "og:description": "O CBPF INDEX é o sistema de acompanhamento da produção científica e tecnológica do CBPF. Nele é possível obter a lista de publicações de artigos, livros, relatórios técnicos, etc de toda a comunidade do CBPF." "og:image": "https://index.cbpf.br/_og/d/c_Item%2Ctitulo_~TW9kZWwsIFNhbXBsZSwgU29sdmUg4oCUIEEgU2FtcGxpbmctQmFzZWQgUXVhbnR1bSBDb21wdXRpbmcgRnJhbWV3b3JrIGZvciBNYXRlcmlhbHMgU2NpZW5jZQ%2Ctipo_Tese%2Bde%2Bdoutorado%2Ccor_~IzdhM2E5OQ%2Cautores_~RWR1YXJkbyBJbmFjaW8gRHV6emlvbmk7IE1hcmNlbG8gU2FyYW5keTsgQ2Vsc28gSm9yZ2UgVmlsbGFzIEJvYXM7IEQuIE8uIFNvYXJlcy1QaW50bw%2Cdetalhe_~MTgvMTIvMjAyNQ%2Csecao_~UHVibGljYcOnw7Vlcw%2Cp_Ii9wdWJsaWNhY29lcy82YWQyYTc2NzYzOWY2MmIxMWFkYmRhYTki%2Cs_tRK7dN58AKrGh04E.png" "og:image:height": "600" "og:image:type": image/png "og:image:width": "1200" "og:title": "Model, Sample, Solve — A Sampling-Based Quantum Computing Framework for Materials Science • CBPF Index" "twitter:image": "https://index.cbpf.br/_og/d/c_Item%2Ctitulo_~TW9kZWwsIFNhbXBsZSwgU29sdmUg4oCUIEEgU2FtcGxpbmctQmFzZWQgUXVhbnR1bSBDb21wdXRpbmcgRnJhbWV3b3JrIGZvciBNYXRlcmlhbHMgU2NpZW5jZQ%2Ctipo_Tese%2Bde%2Bdoutorado%2Ccor_~IzdhM2E5OQ%2Cautores_~RWR1YXJkbyBJbmFjaW8gRHV6emlvbmk7IE1hcmNlbG8gU2FyYW5keTsgQ2Vsc28gSm9yZ2UgVmlsbGFzIEJvYXM7IEQuIE8uIFNvYXJlcy1QaW50bw%2Cdetalhe_~MTgvMTIvMjAyNQ%2Csecao_~UHVibGljYcOnw7Vlcw%2Cp_Ii9wdWJsaWNhY29lcy82YWQyYTc2NzYzOWY2MmIxMWFkYmRhYTki%2Cs_tRK7dN58AKrGh04E.png" --- > Index of every page on this site: [llms.txt](https://index.cbpf.br/llms.txt) **Tese de doutorado****Defendida** # **Model, Sample, Solve — A Sampling-Based Quantum Computing Framework for Materials Science** **Eduardo Inacio Duzzioni; Marcelo Sarandy; Celso Jorge Villas Boas; D. O. Soares-Pinto** 18/12/2025 [**Baixar PDF **18,7 MB](https://index.cbpf.br/files/publicacao/6ad2a767639f62b11adbdaa9/pdf) [**Contatar responsável**](mailto:denise@cbpf.br?subject=Model%2C%20Sample%2C%20Solve%20%E2%80%94%20A%20Sampling-Based%20Quantum%20Computing%20Framework%20for%20Materials%20Science) ## **Resumo** Esta tese investiga se algoritmos quânticos baseados em amostragem podem fornecer previsões quimicamente significativas para sistemas realistas em hardware pré-tolerante a falhas. Desenvolvemos e avaliamos um fluxo de trabalho “Modelar, Amostrar, Resolver”: construir Hamiltonianos compactos informados pelo material; gerar estados-teste rasos, guiados pela física, para amostrar o suporte de configurações; e resolver classicamente o subespaço resultante definido por medições. Após estabelecer uma linha de base de controle variacional (qubit-ADAPT-VQE) para quantificar precisão vs. profundidade/custo de medição, migramos para a Diagonalização Quântica por Amostragem (Sample-Based Quantum Diagonalization, SQD) e sua forma estendida (Ext-SQD), que desacoplam a preparação do estado da frágil otimização variacional e, em vez disso, baseiam-se na recuperação de configurações, em excitações pós-selecionadas e na diagonalização em subespaços. Instanciamos esse programa em dois cenários. (i) Reações de superfície embutidas em interfaces Li–O2: geometrias periódicas de DFT alimentam análises de diferença de densidade e orbitais naturais de coupled-cluster para definir espaços ativos centrados em HONO/LUNO; ensaios rasos de Local Unitary Cluster Jastrow (LUCJ) permitem estimativas via SQD/Ext-SQD de energias do estado fundamental e de reação que acompanham referências de Interação de Configurações (CI) selecionada dentro de tolerâncias de exatidão química em tamanhos viáveis. (ii) Bordas de banda periódicas em óxidos compactos: KS-DFT é projetada em matrizes de tight-binding e aumentada com parâmetros U locais e V intersítio auto-consistentes para formar modelos de Hubbard Estendido. Lacunas diretas em Γ são calculadas a partir de estados fundamentais de muitos corpos em óxidos metálicos com 38–46 orbitais de spin. Além dos resultados, a tese contribui com interfaces padronizadas e orientadas a dados (instâncias e descritores de tight-binding/Hubbard Estendido) que conectam a construção de modelos a experimentos quânticos com relato transparente de recursos (qubits, profundidade, contagem de portas de dois qubits). A conclusão geral é pragmática: amostragem + diagonalização fornece uma rota crível no curto prazo para benchmarks de nível CI de reatividade e bordas de banda nos dispositivos atuais. Além disso, delineamos um roteiro em etapas que posiciona esses fluxos de trabalho para crescimento incremental, mantendo a verificação em relação a linhas de base clássicas. ## **Dados da publicação**
Autores
Eduardo Inacio Duzzioni; Marcelo Sarandy; Celso Jorge Villas Boas; D. O. Soares-Pinto
Tipo
Tese de doutorado
Status
Defendida
Data de publicação
18/12/2025
Instituição
CBPF
Data de defesa
18/12/2025
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