量子科技中心_量科网

该团队对比了涉及N个粒子在M个模式系统中的一阶与二阶量子化玻色子映射的基本资源需求。除标准二元一阶量子化映射外，研究人员还考察了单热一阶量子化映射，证明其在一般情况下是玻色子运算中门效率最高的映射方案，尽管其量子比特效率低于二元映射方案。该工作重点分析了k体约化密度矩阵（k-RDM）及两种标准玻色子哈密顿量：相比二阶量子化映射，一阶量子化映射处理k-RDM非对角项所需的资源量减少约N^k倍。二元一阶量子化映射的门数量随M增长的速度快于其他映射，但详细数值分析表明，在实际N与M参数组合下，二元一阶量子化映射仍比二元/单热二阶量子化映射需要更少的量子门，同时所需量子比特数比单热映射呈指数级下降。此外，在Bose-Hubbard模型和短程相互作用谐振子阱中，当M=2^n时，二元一阶量子化映射表达哈密顿量指数所需的CNOT门和Rz(φ)门数量与（整体最高效的）单热一阶量子化映射相当，表明该映射在实际问题中可同时实现量子比特与门操作的高效性。