基于有限射影平面的分子哈密顿量近最优测量调度

我们提出了一种在量子计算机上测量量子化学中分子哈密顿量的高效且近最优方案，其主导阶仅需 $2N^2$ 次不同测量，其中 $N$ 为分子轨道数。该方案通过将 Bonet-Monroig 等人此前方案 [Phys. Rev. X 10, 031064 (2020)] 的主导阶 $\frac{10}{3}N^2$ 标度改进，达到了当前最优水平。我们基于有限射影平面发展了一种新方法，以构造分子哈密顿量中可同时测量的算符集合。在 Jordan-Wigner 和 parity 映射下，假设量子硬件上量子比特为线性连接，每次测量仅需深度为 $O(N)$ 的电路，包含 $O(N^2)$ 个单量子比特和双量子比特门。由于评估分子哈密顿量的期望值是量子设备应用于量子化学的主要瓶颈之一，我们的发现有望加速此类应用。