量子计算机上低方差电子结构的激发振幅采样

该研究团队将经典启发式方法与部分阴影层析技术相结合,开发出高效协议,用于从量子设备上编码的关联性从头算电子系统中提取信息。通过提出采用关联能量泛函及对量子态多项式级激发振幅进行采样,该工作证实在给定能量估计统计误差条件下,所需测量次数可降低近两个数量级,同时观测到线性扩展至可处理系统规模的优势。尤为重要的是,这些估计器在真实量子设备上展现出优异的抗噪性能,与传统技术相比可容忍噪声强度提高一个数量级。虽然预期这些方法在极限情况下会失效,但研究人员发现有力证据表明,对于众多目标体系而言,大系统参数并不妨碍这些简单协议带来算法优势。该团队进一步扩展该方法,通过映射至耦合簇代理模型提取超越能量的性质,并实现与量子嵌入框架的自然融合。这种嵌入框架规避了既往方法中不稳定的自洽要求,使得量子求解器能够应用于现实关联材料科学研究——团队以氧化镍自旋能隙的体积依赖性为例进行了验证。

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