qSHIFT:一种用于高阶量子模拟的自适应采样协议

量子模拟是量子计算的核心应用之一,然而标准方法面临电路深度与精度之间的权衡:Trotter化方法的电路深度随哈密顿量项数L增加而增长,而基于采样的qDRIFT方法的误差缩放被限制为O(t2)。在此,该团队提出qSHIFT——一种克服上述局限的自适应采样协议。通过自适应更新采样分布,qSHIFT在保持与L无关的量子门复杂度的同时,实现了O(t1+r)的改进误差缩放(其中r为可调参数)。该性能得益于一个经典子程序,该子程序每轮采样需求解Lr个线性方程。数值实验验证了O(t1+r)的缩放关系,表明qSHIFT是一种适用于高精度量子模拟的资源高效框架。此外,该协议降低的电路深度增强了其与物理误差缓解技术的兼容性,使其成为近期量子设备上颇具潜力的实施方案。除作为独立算法外,qSHIFT还可为qSWIFT或Krylov量子对角化等模块化量子框架提供高精度基础。
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提交arXiv: 2026-04-29 03:47

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