在虚时量子动力学模拟中,采样噪声与优化测量分布

变分量子动力学模拟(VQDS)为在含噪中等规模量子设备上使用固定深度电路模拟实时间和虚时间量子动力学提供了一条有前景的路径。然而,其实际性能受到有限电路测量产生的采样噪声的严重限制。在这项工作中,该团队系统地研究了采样噪声对VQDS的影响,重点是利用虚时间演化在一维伊辛自旋模型中进行基态制备。该研究比较了用于稳定运动方程的不同正则化策略,并表明吉洪诺夫正则化在含噪虚时间演化中提供了稳健的性能。随后,该工作通过最小化表征运动方程求解误差的成本函数来分配测量次数,从而对测量分布策略进行基准测试。通过含噪电路模拟,该团队证明,与均匀的测量次数分布相比,这种优化的测量分配可以显著提高保真度,并将总测量成本降低两倍以上。该研究观察到,如果为所有电路保证足够大的测量次数,则可以获得最佳结果,这表明应均匀分配有限比例的测量次数。该团队的研究结果为在近期量子硬件上实现测量高效的变分量子动力学和基态制备提供了实用指南。

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提交arXiv: 2026-05-19 18:27

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