能带结构计算的最小测量量子协议

量子测量协议是量子计算的核心组成部分。测量不再局限于计算的最后步骤,而是越来越多地作为抗噪算法的有机组成部分嵌入量子电路。然而,每个可观测量的测量通常需要特定的基矢,往往对应不同的电路配置。由于这类配置数量通常随量子比特数增长,不同的测量方案成为主要瓶颈。该研究团队聚焦晶体体系的电子结构计算,提出了一种将测量设置数量极限压缩至三种(与量子比特数无关)的协议,使其成为少数已知不随量子比特数规模扩展的方案之一。具体而言,该团队从紧束缚模型的哈密顿量对称性推导出该协议,并将其集成于变分量子消简算法中,通过在二维CuO2方晶格(3量子比特)和双层石墨烯(4量子比特)体系中的表现验证了其性能。该协议可推广至具有高对称性的更复杂多体哈密顿量,为未来展示量子优越性提供了潜在路径。

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提交arXiv: 2025-11-06 14:18

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