数字量子计算机上的 Gutzwiller 波函数

通过数字量子计算机确定量子多体系统的基态依赖于对一个足够有根据的猜测的初始化。这一要求随系统增大而愈发严苛。因此在量子硬件上制备物理动机明确的 ansätze 对于在关联电子模拟中实现量子优势十分重要。本着这一精神，我们在 Fermi-Hubbard 模型的数字量子模拟背景下引入 Gutzwiller 波函数（GWF）。我们提出一个由两部分组成的初始化 GWF 的量子例程。第一部分，制备与该模型 $U = 0$ 极限相关的非相互作用态。第二部分，执行非酉 Gutzwiller 投影，该投影从波函数中选择性移除具有双占据格点的态，方法是对每个格点添加一个 ancilla 量子比特，其在 $|0\rangle$ 态的测量确认投影已完成。由于其非确定性本质，我们估计了算法生成 GWF 的成功率随晶格尺寸和相互作用强度 $U/t$ 的变化。本文还讨论了量子线路度量的标度及其在一般量子模拟算法中的集成。