通过单位扩张实现的辅助场量子蒙特卡罗

我们提出了近期量子算法，用于辅助场量子蒙特卡罗 (AFQMC)，将其视为地面态计算的虚时间投影，作为由随机场 $\Omega$ 驱动的单体传播子 ensemble。从 Feynman-Kac 公式出发，我们将每个轨迹转换为由分段常数单体发生器序列表示的轨迹，利用二阶随机 Magnus 展开嵌入非单位性切片至伴随少量 ancilla 的单位算子。这将投影动力学提升为单位演化，使量子电路在 $\|\Omega \| \tau=O(1)$ 的范数范围内可执行，减少频繁的中间测量需求。我们进一步推导等价的线性算子组合 (LCU) 形式，通过增加轨迹抽样换取 ancilla 成本，实现仅依赖系统的、较浅电路。对 Hubbard 模型进行基准测试，验证了扩张和 Magnus 展开的准确性，同时在 IBM 量子硬件上演示了多步执行。