单一虚时演化与基于多副本协议的基态制备

高效的低能态制备是量子计算和量子模拟的核心目标。量子虚时演化通过用虚时动力学替代实时动力学,实现对高能本征态的指数级抑制。该研究团队提出确定性幺正协议来近似虚时演化以实现基态制备。这些协议需要系统的多副本、系统哈密顿量下的实时演化,以及受控SWAP操作(或更广义的SWAP生成幺正门)。研究人员分析了两类具体电路架构:具有可证明多项式深度收敛性但宽度快速增长的树状结构,以及通过数值验证、仅需多项式宽度即可实现相当精度的紧凑“树篱”结构。该工作通过数值实验证明,线路中段的后选择能以实际可行的成功概率加速收敛。此外,研究还表明在基态制备场景中,可通过增加线路体积来降低线路后观测量估计所需的测量次数。该团队概述了平台特异性路径的具体实施方案——这些方案在多副本寄存器和SWAP介导耦合具有天然优势,从而展示了这类混合模拟-数字电路如何短期内补充现有态制备方法。
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提交arXiv: 2026-03-11 18:25

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