一种用于多体系统模拟中高效利用对称性的量子解
量子物理
2019-04-17 v2 计算物理
摘要
多体哈密顿量可通过用对称适配基态表示而块对角化。寻找这些基态的群轨道代表及其相应对称性，目前在经典计算机精确对角化中是一个内存/计算瓶颈。我们应用 Grover 搜索以最小化过程的形式来解决此问题。我们的量子解提供了内存的指数级减少，以及相比经典方法的时间二次加速。我们明确讨论了应用于该问题的 Grover 最小化完整电路实现，发现预言机仅以群的规模（作为搜索空间）的 polylog 缩放。此外，我们设计了一种错误缓解方案，无需额外量子比特，即可减少比特翻转错误对计算的影响，缓解幅度与错误率直接相关，提升了该算法在含噪中等规模量子（NISQ）时代的实用性。
引用
@article{arxiv.1902.08625,
title = {A Quantum Solution for Efficient Use of Symmetries in the Simulation of Many-Body Systems},
author = {Albert T. Schmitz and Sonika Johri},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.08625},
year = {2019}
}
备注
18 pages, 14 figures, added some additional analysis of the AEM error mitigation