低门数块编码用于二次量子化哈密顿量

高效的多体哈密顿量块编码是科学计算中量子算法的核心需求,尤其在早期容错时代。该工作提出了针对二次量子化哈密顿量的新型显式块编码构建方法,可显著降低Clifford+T门复杂度并减少辅助量子比特开销。通过采用基于SWAP架构的稀疏预言机OC数据查找策略,以及结合SELECT-SWAP架构的振幅预言机OA直接采样方法,研究人员实现了对一般二次量子化哈密顿量中相互作用项数L的T门计数~𝒪(L)标度。同时该方案还优化了预言机中Clifford门计数的常数因子。更进一步,该团队设计了直接面向η粒子子空间的块编码方案,将次归一化因子从𝒪(√L)降至𝒪(√L),显著提升了固定粒子数系统模拟的容错效率。基于为通用多体哈密顿量开发的块编码框架,该方法还可拓展至具有平移不变性或衰减结构的电子哈密顿量系数张量。这些成果为多体系统的早期容错量子模拟提供了实用路径,其资源开销较现有方法实现了大幅降低。
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提交arXiv: 2025-10-09 03:37

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