通过步长外推法减少林德布拉德模拟中的电路深度

该研究团队通过Richardson式外推法研究量子算法误差抑制技术,用于模拟Lindblad方程描述的开放量子系统。聚焦于两种特定的一阶量子算法,研究人员进行逆向误差分析,获得密度算子的步长展开式并给出显式系数边界。这些边界条件为Richardson外推提供了必要的平滑性,使得团队能够同时约束后处理过程中出现的确定性偏差和散粒噪声方差。 对于生成元上界为l的Lindblad动力学,主要定理表明:当采用n=Ω(log(1/ε))点外推器时,实现精度ε所需的最大电路深度可从多项式量级𝒪((lT)^2/ε)优化至多对数量级𝒪((lT)^2 log l log^2(1/ε)),在1/ε维度实现指数级提升,同时将采样复杂度维持在标准的1/ε^2水平。这一成果将哈密顿模拟领域的相关结论成功拓展至Lindblad模拟领域。多项数值实验验证了该方法的实际可行性。

量科快讯