一量子化映射中构建反对称费米子态的递归算法

该研究团队提出了一种确定性量子算法,用于在第一量子化映射中生成单粒子轨道的反对称态。与基于排序的反对称化算法(需要有序输入态且具有高克利福德门开销)不同,该方法可独立初始化每个粒子的态。对于包含N个粒子和N_s个单粒子态的系统,该算法通过使用O(N²N_s)个T门来制备非平凡局域化轨道(如哈特里-福克轨道)的反对称态,当N≲N_s时性能优于其他算法。 为实现这种缩放关系,该方案需要O(N_s)个脏辅助量子比特进行中间计算。通过利用待反对称化单粒子态的已知信息可进一步提升电路效率,而基于测量的变体方案能将门成本降低约二分之一。研究人员展示了双粒子和三粒子系统的示例电路,并讨论了向任意数量粒子的推广方法。针对特定三粒子案例,该工作将电路分解为克利福德+T门组合,并研究了噪声对制备态的影响。

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