量子化学中面向低深度量子线路的Jastrow型分解

我们提出一种高效的 ${\cal O}(N^2)$ 参数 ansatz，由一串指数算符组成，每个都是 Neuscamman 簇 Jastrow 算符的酉变体。该 ansatz 也可推导为带广义单激发和双激发的酉耦合簇的 T$_2$ 振幅的分解，其给出近乎全 CI 能量，并通过扩展指数算符序列来复现它。由于簇 Jastrow 算符由数算符的乘积表示，且导出的 Pauli 算符乘积即 Jordan-Wigner 弦都是对易的，它不需要 Trotter 近似即可实现到量子线路，并且应是近期量子计算机变分量子本征求解器算法的良好候选。该 ansatz 的精度通过对氮二聚体解离的检验得以考察，并与其他现有 ${\cal O}(N^2)$ 参数 ansatz 比较。不仅检验了在第二量子化形式中定义的原始 ansatz，也通过量子线路模拟器检验了它们的 Trotter 化变体，其中簇振幅被优化以最小化由少数（通常单次）Trotter 步获得的能量。