多项式无约束二元优化的有限虚时间演化

虚时间演化是基态制备的标准基本方法,但由于其非幺正性,无法直接通过量子实现。该团队提出了有限虚时间演化(FinITE)方法,这是一种针对多项式无约束二元优化(PUBO)实例(包括QUBO和HUBO情况)中出现的对角Pauli-Z代价哈密顿量的有限β构造。该方法利用线性组合幺正算子(LCU)框架实现缩放后的虚时间传播子。对易的Pauli-Z结构使得逐项块编码无需乘积公式误差即可组合,且高阶Pauli-Z项可直接处理而无需二次化。该结构在LCU成功概率与基子空间保真度之间建立了精确的有限β恒等式。结合基于能隙的保真度下界,该恒等式给出了针对选定目标保真度的封闭形式充分虚时间阈值β*。该阈值依赖于谱间隙和初始基子空间重叠的估计值。由于LCU成功事件由已知的辅助比特结果标记,该团队将定点振幅放大与显式查询复杂度界限相结合。状态向量模拟在五顶点MaxCut(QUBO)和八量子比特三次HUBO实例上验证了该恒等式,基于采样模拟的MaxCut实例则展示了预测的有限β阈值和放大过程。

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提交arXiv: 2026-04-30 06:25

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