通用初始态制备用于第一量子化量子模拟

制备对称性适应的初始态是一阶量子化模拟中的主要瓶颈。该研究团队提出了一种通用方法,可高效地将占据数配置的任何多项式规模叠加态映射至数字量子计算机上的一阶量子化表示。该方法利用Jordan-Schwinger李代数同构,将粒子数守恒的二阶量子化算符与其一阶量子化作用对应起来,并通过Schur-Weyl分解在Fock占据态与𝔰𝔲(d)权重态之间建立等变双射。具体操作上,研究人员通过块编码的酉算子线性组合制备Schur标记的编码叠加态,随后施加逆量子Schur变换。该算法在涉及d个模式上N个粒子的L种配置时,以ϵ精度运行时间为poly(L,N,d,logϵ⁻¹),且普遍适用于任意单粒子基下的费米子、玻色子及格林准粒子。资源估算表明该方法在当前主流一阶量子化流程中具有实用性;若采用统计感知或更快速的量子Schur变换,则有望实现进一步优化。
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提交arXiv: 2025-10-08 17:41

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