局部逼近情境量子模型高维基态代价

情境性（contextuality）是量子关联中最强的形式之一，划定了量子世界与经典世界的界限。最近的研究表明，某些量子模型——形式为无限一维平移不变哈密顿量，包含最近邻及次近邻相互作用——具有量子物理中允许的最低基态能密度。然而，这些模型的局部希尔伯特空间维数均大于二维，使得在当前基于量子比特的变分量子仿真平台上研究其基态行为困难。本文聚焦于使用基于量子比特的参数化量子电路，对这些模型基态的局部逼近（即局部希尔伯特空间维数为三的三站简化密度矩阵）的仿真成本。这些局部逼近被纯化后编码到置换对称的量子比特中。我们发展了一套保持置换对称性的量子比特门的通用集，作为解答用于 qutrit 参数化量子电路的 ansatz。这些技术允许我们以固定的古典与量子资源评估模拟纯化局部基态的准确性。我们发现，在相同量子电路和迭代次数下，能量密度更低的情境性基态更易于仿真。