量子选择组态相互作用的生成电路设计

量子选择构型相互作用(QSCI)已成为在噪声量子设备上近似计算大体系电子基态的可行方法。该方法通过从量子制备态中采样斯莱特行列式,随后在采样子空间中对哈密顿量进行对角化。为在硬件限制下构建高质量子空间,态制备电路的设计至关重要。本文提出基于生成量子本征求解器(GQE)的框架,利用经QSCI子空间能量训练的Transformer策略优化拟设结构。该团队在多达32量子比特的活性空间中对N2分子进行验证,发现优化电路在保持化学精度前提下,其门操作数量显著少于时间演化电路。量化数据显示:相较于单步一阶Trotter近似,所需双量子比特门数量平均减少98%;相较于qDRIFT近似则减少83%。此外,所得波函数在紧凑性方面与热浴构型相互作用(HCI)相当,在拉伸键强关联区域,仅需HCI方法50%的子空间尺寸即可达到化学精度。

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提交arXiv: 2026-04-10 16:00

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