从噪声观测到精确的基态能量:一种基于量子经典信号子空间的去噪方法

该团队提出了一种混合量子经典算法,用于基态能量(GSE)估计,该算法对高度噪声数据具有鲁棒性,并且对超参数调优的敏感性较低。该工作的方法——傅里叶去噪观测动态模式分解(FDODMD)——结合了基于傅里叶的去噪阈值技术以抑制虚假噪声模式,以及观测动态模式分解(ODMD),这是一种量子经典信号子空间方法。通过将ODMD应用于一组去噪后的时域轨迹,FDODMD能够可靠地估计系统的特征频率。该工作还提供了FDODMD的误差分析。在分子系统上的数值实验表明,在有限的量子计算资源下,FDODMD能够在基线方法无法处理的高噪声环境中实现收敛,同时在中噪声环境中加速了频谱估计。重要的是,这种性能提升完全基于经典计算,无需额外的量子开销,并显著降低了整体量子资源需求。

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