量子计算机上的基态与激发态能量分析误差及短时演化
精确求解薛定谔方程始终是计算物理、化学和材料科学的核心挑战。该研究团队提出了一种基于系统自相关函数的替代特征值问题,避免直接涉及波函数。具体而言,研究人员建立了严格的近似框架,实现通过有限信号样本进行精确频率估计。该工作基于涉及扁球面波函数的新结论,推导出由观测时间和信号谱密度决定的精度突变误差界。这些结论具有高度普适性,因而影响深远。 作为重要应用案例,该团队研究了分子系统的量子计算。通过将谱分析方法与量子信号生成的子程序相结合,该工作定义了“量子扁球对角化”(QPD)——一种经典-量子混合算法。QPD能在海森堡极限下同步估算基态与激发态能量,并达到化学精度。针对不同输入态的分析验证了该方法的鲁棒性,表明即使在非理想态制备条件下仍可保持高精度。
