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实现多费米子系统的大规模精确量子模拟是量子科学领域的核心挑战，其应用涵盖化学、材料科学和高能物理。尽管已取得重大进展，但使用量子比特系统实现通用费米子算法仍存在显著的时空资源开销——对于N个费米子模式，其缩放比例为O(N)。本工作提出了一种新型费米子模拟方法，其最坏情况下渐进时空开销为O(log(N))，而对于具有附加结构的量子电路（包括费米子快速傅里叶变换等关键子程序）则可降至O(1)。这种指数级优化是通过以下技术实现的：利用具有非局域连接特性的可重构量子系统、电路中途测量和经典前馈机制来生成动态费米子-量子比特映射。该团队将该技术应用于关键模拟任务的高效编译，包括稀疏Sachdev-Ye-Kitaev模型的哈密顿量模拟、周期性材料模拟以及自由费米子态制备。此外，研究证明算法本身可通过适配仅使用O(1)开销结构来进一步降低资源需求。这些技术可将实用系统规模的量子门数量降低数个数量级，并天然兼容纠错计算范式，因此特别适用于早期容错量子设备。该成果严格界定了费米子模型与量子比特模型间的计算鸿沟，为量子模拟算法设计与实施开辟了新方向。