量子科技中心_量科网

在近期量子计算机上模拟物理系统时，通常需要在约束子空间中制备量子态，例如具有固定粒子数或自旋的系统。该工作利用李代数技术证明，硬件高效门在这些子空间中对于态制备具有普适性。其核心机制是泡利$Z$修饰：重叠门的对易子会在共享量子比特上产生泡利$Z$算符，这些算符作为旁观者投影仪，将多平面旋转分解为覆盖完整$\mathfrak{so}(w)$代数的单平面生成元（其中$w$为约束子空间维度），从而保证了实态制备的普适性。引入独立复相位后可将其扩展至$\mathfrak{su}(w)$代数，进而实现任意复态制备。该团队提出了一个计算高效的雅可比判据，用于验证电路能否从几乎任意参数配置出发探索目标流形的所有方向。该研究成果适用于多个问题领域，包括费米-哈伯德模型、玻色-哈伯德模型和分子电子结构。该工作将框架应用于两个物理场景：证明了守恒粒子数子空间上二进制编码多能级粒子拟设的完备性，并为三维伊辛共形场论（CFT）的模糊球正则化构建了对称性保持电路。针对后者，该工作通过变分方法制备基态和激发态，提取了CFT标度维度。