面向量子态量子化学的近似消息传递
量子物理
2026-01-06 v2 数据结构与算法
信息论
math.IT
最优化与控制
摘要
量子态量子化学（QST）是描述多体量子系统不可或缺的工具，但由于其随系统规模指数级增长的计算成本，已发展出针对特定结构（如低秩态）的多种方法。本文表明，近似消息传递（AMP）——一种用于稀疏信号恢复的算法框架——可用于低秩QST。AMP为大规模稀疏恢复问题提供渐近最优性能保证，表明其在QST中的适用性。我们讨论了将AMP应用于QST的设计挑战，并指出通过恰当设计AMP算法，可将重建误差比现有低秩QST方法降低一个数量级。我们还对IBM Kingstown上的实验tomography进行了测试，并考察了设备噪声对预测态准备保真度可靠性的影响。我们的工作推动了低秩QST的前沿进展，可能也适用于其他量子量子化学协议。
引用
@article{arxiv.2511.12857,
title = {Approximate Message Passing for Quantum State Tomography},
author = {Noah Siekierski and Kausthubh Chandramouli and Christian Kümmerle and Bojko N. Bakalov and Dror Baron},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.12857},
year = {2026}
}