使用动态扇出电路的恒定深度量子虚时间演化

动态量子电路将中间电路测量与经典前馈相结合,能够构建具有更低纠缠门深度的电路结构。本研究团队探索了其在量子虚时间演化(QITE)中的应用——该领域原先受限于电路深度和参数增长导致基态制备难以实际实现。针对稠密经典优化哈密顿量,研究人员提出了一种精简参数QITE拟设,通过少量控制量子比特限制纠缠生成,使得每个QITE层都能基于扇出型动态电路以恒定双量子比特门深度实现。在精确覆盖和集合划分实例的无噪声模拟中,该拟设比标准QITE方法具有更高成功概率。该工作还在IBM超导硬件上实现了酉算、动态扇出及半经典自适应三种变体。实验表明:半经典变体性能优于酉算实现,而全动态构造则揭示了动态电路实现中纠缠深度缩减与测量及前馈开销间的权衡关系。以无噪声QITE拟设为基准设定0.5保真度阈值时,研究发现:当测量和双量子比特门误差降低65%且反馈延迟减半时,基于动态扇出的QITE在现有设备上表现将超越酉算实现。

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提交arXiv: 2026-03-05 13:27

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