可扩展的Gutzwiller投影量子算法

量子模拟需要高度精确的输入态。古茨威勒投影的巴丁-库珀-施里弗态为解决强关联晶格模型提供了具有物理动机的输入态,但古茨威勒投影的非平凡性质阻碍了其在量子计算机上的制备。该团队通过将任意BCS态的电路构建与古茨威勒投影的振幅放大(AAGP)程序相结合,为此任务构建了可扩展的量子算法。与基于测量的后选择相比,AAGP使投影查询次数实现二次方减少,并显著改善了容错资源扩展性。针对为方晶格\(t\)-\(J\)模型优化的投影BCS态,该研究发现投影态权重随系统规模呈指数下降,但在物理相关的有限尺寸下,二次方的改进仍足够大,能够带来决定性的实际差异。特别地,对于100位点的基准测试,AAGP将所需的投影查询次数减少了约七个数量级。这些结果确立了AAGP作为投影BCS态在量子模拟中实现输入态制备的关键协议。

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提交arXiv: 2026-06-05 05:33

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