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基于测量的虚时间演化高效制备 AKLT 态

量子物理 2024-12-11 v3 强关联电子

摘要

量子态制备在量子模拟、量子计量与量子计算等量子信息科学的多个领域中起着关键作用。然而,由于概率性本质或其他原因,态制备通常所需资源随问题规模指数增长,使得此类模型的研究颇具挑战。在本文中,我们提出一种利用基于测量的虚时间演化(MITE)方法确定性制备 Affleck-Lieb-Kennedy-Tasaki(AKLT)模型基态的方法。通过利用 AKLT 态的特殊性质,我们表明可借助 MITE 方法高效制备该态。基于局域投影序列的收敛性以及 MITE 算法的直接演化所做的估计表明,其相对于 AKLT 格点数呈常数标度,相较朴素的收敛估计是指数级的改进。我们表明该过程与基于量子比特的模拟器兼容,并展示通过使用变分量子算法进行线路重编译,MITE 所需的测量算符可由比默认 Qiskit 方法所得线路深度浅得多的线路良好近似。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.06031,
  title  = {Efficient preparation of the AKLT State with Measurement-based Imaginary Time Evolution},
  author = {Tianqi Chen and Tim Byrnes},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.06031},
  year   = {2024}
}

备注

18 pages, 8 figures (published version for Quantum journal)