量子科技中心_量科网

该研究团队建立了纠缠熵与哈密顿量模拟中Trotter-Suzuki乘积公式近似误差之间的紧密联系。作为近期量子设备模拟的主力工具，乘积公式的传统误差分析会给出过于保守的最坏情况边界，严重高估结构化问题所需的计算资源。对于受限于几何局域哈密顿量且所有二分划最大纠缠熵为S_max的体系，研究人员证明一阶Trotter误差按𝒪(t²S_max·polylog(n)/r)标度增长，而非最坏情况的𝒪(t²n/r)。其中n为系统规模，r为Trotter步数。这一发现使一维面积律体系的改进因子达到Ω̃(n²)，二维体系达到Ω̃(n³/²)。该团队还将此边界推广至高阶Suzuki公式，其中p阶公式的改进因子涉及2^p·S*/2。研究进一步证实在相同精度要求下，体积律纠缠系统本质上需要比面积律系统多Ω̃(n)个Trotter步数，该分离结果在对数因子范围内是紧致的。该工作结合了局域性的Lieb-Robinson边界、纠缠结构的张量网络表示，以及通过态施密特秩约束嵌套交换子期望值的新型交换子-熵不等式。这些成果可立即应用于量子化学、凝聚态模拟及容错量子计算的资源估算领域。