量子哈密顿量认证
该研究团队对量子物理学中的一项基本任务——哈密顿量认证问题进行了形式化研究,这一任务对于验证量子模拟和量子增强技术的准确性至关重要。给定一个未知哈密顿量H的e−iHt,该问题的目标是确定H是否在ε1的范围内接近或ε2的范围内远离目标哈密顿量H0。尽管哈密顿量学习方法已被广泛研究,但它们通常需要严格的假设,并且在适应认证任务时效率低下。该工作引入了一种直接且高效的哈密顿量认证框架,能够在给定精度范围内区分未知哈密顿量是否符合目标规范。该方法在归一化Frobenius范数下实现了最优的总演化时间Θ((ε2−ε1)−1),且无需先验的结构假设。该方法还扩展到在单侧误差设置(ε1=0)下,对所有Pauli范数和归一化Schatten p-范数(1≤p≤2)进行哈密顿量认证,并始终保持最优性。值得注意的是,Pauli 1-范数下的结果表明,该方法相对于所有可能的哈密顿量学习方法具有二次优势。该团队还建立了匹配的下界,以证明该方法在上述所有设置中的最优性。为了增强实际应用性,该团队开发了一种无需辅助量子比特的认证方法,该方法在保持逆精度缩放的同时,消除了对辅助量子比特的需求,使得该方法能够立即适用于资源有限的近期量子设备。
