恒定深度数模反绝热量子计算

该研究团队提出了一种数字-模拟混合量子计算框架,该框架能在恒定电路深度下实现反向绝热控制协议,从而在当前量子硬件上实现快速且资源高效的量子态制备。反向绝热协议可抑制有限时间绝热演化中的非绝热激发,但其实际应用受限于所需哈密顿量的非局域特性及全数字化实现的资源开销。研究发现,反向绝热项可表示为绝热哈密顿量与其参数导数嵌套对易子的截断展开式。通过采用对易子乘积公式,该工作揭示了如何在数字-模拟混合系统中高效实现这种代数结构。该方法利用原生多量子位模拟相互作用结合局域单量子位旋转,可实现任意固定截断阶数下仅需恒定数量模拟模块的高阶反向绝热协议,且与系统规模无关。研究团队以二维自旋模型验证了该方法,并分析了相关近似误差。这些结果表明,数字-模拟量子计算为反向绝热协议及相关量子控制原语提供了本质性的新型资源缩放方案,对当前量子设备上的量子模拟、优化及算法态制备具有直接意义。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-03 10:55

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