基于实空间表示的反对易变分量子态构造
量子物理
2023-06-16 v1
摘要
使用量子计算机进行电子态计算大多基于二次量子化，其适于量子比特表示。在量子计算机上描述电子态的另一种方式是一次量子化，其相对于基函数数量的缩放预期优于二次量子化。在各类基函数中，实空间基函数在容错量子计算（FTQC）时代对于量子动力学模拟是一个有吸引力的选择。一次量子化结合实空间基函数的主要困难在于多体电子体系的态制备。该困难源于电子的反对易性，在量子电路上构造反对易量子态并非易事。本文中，我们提供了一种构造变分量子电路以制备反对易量子态的设计原理。所提出的电路生成指数多 Slater 行列式的叠加，即多组态态，这为逼近精确基态提供了系统性方法。我们实现了变分量子本征求解器（VQE）以获取一维氢分子体系的基态。结果表明，所提电路很好地复现了精确的反对易基态及其能量，而传统变分电路既未给出反对易态也未给出对称态。此外，我们基于量子信息理论分析了多体波函数，阐明了电子关联与量子纠缠之间的关系。
引用
@article{arxiv.2306.08434,
title = {Construction of Antisymmetric Variational Quantum States with Real-Space Representation},
author = {Takahiro Horiba and Soichi Shirai and Hirotoshi Hirai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.08434},
year = {2023}
}