适用于粒子守恒哈密顿量的分裂演化量子相位估计算法

研究人员在Quantinuum System Model H2量子计算机上展示了分割演化量子相位估计(SE-QPE)的硬件演示与资源分析。SE-QPE是对粒子守恒哈密顿量标准QPE算法的改进,通过用目标寄存器与参考寄存器间基于CSWAP的干涉取代受控时间演化。对于具有共享本征基的时间演化分解,SE-QPE保留了标准QPE的相位寄存器结果分布,且不同于计算-逆计算替换法,该方法仍兼容非精确本征态。这种替换消除了受控模拟开销,实现了双寄存器并行演化,从而降低了每个相位反冲模块的深度。 针对Trotter化双因子化学哈密顿量的资源分析表明,该替换方案在较高相位幂次时优势愈发显著,因此结合QPE与SE-QPE实现将成为实用选择。在FeMoco活性空间的一系列测试中,SE-QPE减少了时间演化资源,其CX门数量渐进减少约33%,T门数量减少25%,CX层深度渐进比达到3/N。在Quantinuum H2-2硬件上,采用显式逆量子傅里叶变换的四量子比特乙烯模型演示(含重复相位反冲步骤,最高达6相位比特)成功输出了分立能级,并证明辅助寄存器可提供有效的错误检测过滤功能。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-16 12:05

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