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面向变分量子计算的引导采样 ansatz

量子物理 2025-08-20 v1

摘要

量子计算之所以具有前景,是因为量子计算机能够处理维度随模拟系统规模呈指数增长的向量空间。然而,提取解的难度在于,量子门操作和量子电路执行的数量仍必须以多项式规模上限。因此,选择一个好的 ansatz——从指数级的众多可能解中挑选出一个多项式子集——对于维持较大系统的准确性至关重要。为此,我们引入一类依赖于系统相互作用和测量状态样本以及参数空间的引导采样 ansatz (GSA)。我们演示了一个针对氢离子阴离子 H3_3O+^+ 的最小 ansatz,发现仅需在IonQ Aria量子计算机上对每个结构执行200次电路,我们的计算结果在总能量方面接近松弛结构,误差良好低于 1.59×1031.59\times10^{-3} Ha,从而超过化学精度。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.13926,
  title  = {Guided sampling ans\"atzes for variational quantum computing},
  author = {Daniel Gunlycke and John P. T. Stenger and Andrii Maksymov and Ananth Kaushik and Martin Roetteler and C. Stephen Hellberg},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.13926},
  year   = {2025}
}

备注

8 pages, 6 figures