变形轨迹:SU(2)ₖ 格点规范理论的基础量子线路

量化模拟自然基本力所需的量子资源,对规范场在有限量子计算架构上的映射方式非常敏感。在不可约表示基下对格点规范理论进行局域截断时,已有研究中,提出了通过量子群进一步对理论进行形变。这种形变的目的在于:(1) 提供一个系统地逼近无限维规范链接的无限链接的无限维有限维数有限($d = k+1$)群;(2) 通过重新收缩顶点对,恢复从场连续统解析推导出的格点算符对角化过程的物理幺正性。对于 SU(2)$_k$ 纯规范杨-米尔斯-米尔斯理论,该团队提供了一种构造性的规范变完补策略,将该正性扩展到整个计算希尔伯特空间,从而得到定义明确的时间演化算符,作为优化电路合成的目标。利用对角化格点算符的基本电路分解和对称性,该团队报告了任意局域截断 $d$ 下广义受控-X 双量子位门的资源上界,将非形变理论的估计值和缩放关系从 $O(d^8)$ 降低了三个多项式幂次至 $O(d^5)$。通过考察更强的 q-形规范约束会软化顶点处的总通量,该团队研究表明,形变格点算符的物理希尔伯特空间维数与其非形变对应物按常数因子 $0.2563(5)$ 等效缩放。因此,尽管形变在所有尺度上影响相互作用(如观察到的通量层级反转对称性所示),但 q-形变作为可靠的截断方法,为电路合成提供了优势,继续经得起检验。

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提交arXiv: 2026-05-14 17:01

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