量子多体物理问题到模拟器映射的噪声鲁棒性

在数字或模拟量子模拟器上模拟量子动力学时,通常需要采用“问题到模拟器”的映射方法,如特罗特分解、弗洛凯-马格努斯展开或微扰展开。当模拟器无噪声时,业界已充分理解这些映射方法可以通过延长模拟器运行时间来获得任意精度。然而,正是由于提高精度需要延长模拟器运行时间,量子模拟器中的噪声预计会对输出结果产生灾难性影响。该研究团队通过研究量子晶格模型中局域可观测量的动力学模拟任务,发现与预期相反,这些映射方法对噪声表现出稳定性。具体而言,研究人员证明在所有映射方法中,局域可观测量的计算精度与系统尺寸无关,且其误差随模拟器噪声率的增加呈现次线性增长。该工作为量子模拟器无需纠错或仅需适度纠错即可解决多体物理问题提供了理论依据。
提交arXiv: 2025-09-22 11:06

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