一种用于零资历量子态制备的简单方法

量子相位估计算法(QPE)作为估算给定厄米矩阵本征值并制备其本征向量的量子算法,被视作利用量子计算机寻找电子系统基态及其能量的最有效途径。然而该算法需要从与基态具有足够高重叠度的初始态开始“热启动”。对于强关联态——这类QPE预计能超越经典方法的体系——制备此类初始态需要深层次量子电路和/或昂贵的量子-经典混合优化。研究团队指出,轨道优化配对耦合簇双激发(oo-pCCD)方法可描述许多强关联单重态的静态相关特征。该工作证明:当振幅矩阵足够稀疏时,pCCD与其幺正对应形式UpCCD在小振幅极限下等价。通过将oo-pCCD主导振幅代入UpCCD拟设,研究人员成功以极浅层量子电路制备了乙烯、乙炔和氮气分子多键解离模型以及半填充一维哈伯德模型的高保真单重态。该团队预期该方法将广泛应用于量子相位估计及相关算法所需单重态的近似制备。

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