使用矩阵乘积态在量子设备上制备开边界和周期边界条件的初始态

该研究团队提出了一个从矩阵乘积态(MPS)制备量子态的框架,适用于开放边界条件和周期性边界条件的量子设备。MPS张量被映射为酉门,随后分解为量子硬件的原生门。通过使用辅助量子比特和测量后选择,周期性边界条件(pbc)的状态可以高效地表示为量子电路。该工作推导出了这种概率方法成功率的精确表达式,可进行先验评估。该方法的适用性通过两个示例得到验证:首先,制备具有pbc的海森堡模型基态,并模拟淬火哈密顿量下的动力学演化。时间演化中的体积律纠缠增长对经典算法构成挑战,但有望在量子硬件上得到克服;其次,构建了生成施温格模型激发态的高保真度量子电路。该方法为量子设备上的态制备提供了可扩展的方案,使近期量子计算机能够高效模拟强关联系统。
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提交arXiv: 2025-10-08 15:19

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