无需泡利分解的量子游走哈密顿量模拟

在该工作中,该研究团队提出了一种生成量子电路的新算法,用于在任意简单稀疏图上高效实现连续时间量子行走。该算法名为“匹配分解法”,其核心是将连续时间量子行走的哈密顿量分解为一组可精确实现的哈密顿量,这些分量对应于底层图中的匹配边集,随后通过创新的图压缩算法合并图中的边。最后,研究人员将行走过程转换为量子电路,并采用特罗特分解法处理这些分量。匹配集中每条边上的行走动力学,可在电路模型中通过CX门和CRx门序列实现。值得注意的是,该团队在沿各匹配边实现行走时未使用泡利分解。通过与基于泡利的标准模拟流程对比,研究发现匹配分解法能持续实现显著的资源节约:在多种图类结构中,其受控门数量最多可减少43%,电路深度最多可降低54%。此外,该工作还给出了匹配分解法能精确模拟图上连续时间量子行走的实例及理论证明。
作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-16 16:41

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