面向 X 射线吸收光谱的逻辑量子相位估计演示

在本研究中，我们采用基于傅里叶的量子相位估计 (QPE) 来计算 X 射线吸收光谱 (XAS)。本研究的主要焦点是计算由强相关效应主导的过渡金属 $L_{2,3}$ 边的 XAS 光谱。首先，我们使用无噪声模拟器计算了 Fe $L_{2,3}$ 边 X 射线吸收近边结构 (XANOS) 的 FePO$_4$。本次计算涉及三种输入状态的比较：均匀叠加态、最优纠缠输入态和 Slater 函数态。随后，我们研究了 QPE 的分辨率误差以及由测量引起的统计误差。结果表明，后处理以引入洛伦兹 broadening 可减少统计误差，这在大量量子比特中成为一个显著问题。随后，我们在约束离子量子计算机上实现了 QPE，包含三个轨道 within the active space。为此，我们使用 dynamic 电路来减少 ancilla 量子比特，并采用 [[k+2, k, 2]] 量子纠错检测码来缓解当前量子计算机固有的量子噪声。结果表明，硬件噪声被降低，获得了接近无噪声结果的光谱。