基于束积离子量子计算机的高精度量子相位估计
量子物理
2025-06-23 v1
摘要
新兴的量子计算技术广泛期望提供新的模拟量子化学的方法。尽管量子计算机的规模和保真度取得了快速进步，但高资源需求仍使执行量子化学实验面临挑战。典型实验受限于使用的量子位数较少、采集次数成本高昂，或需要复杂的特定于硬件架构的优化和纠错技术。本文提出一种概念上简单的数据标定方法，利用多Ancilla量子相位估计。该方法限制于非常小的化学系统，超出分子描述所需个量子比特的规模后难以更好地扩展；然而，这一限制使我们能够生成规模为读出寄存器中量子比特数量呈二次方的电路规模。这使得可以在多量子比特上执行量子化学电路，同时以有限的采集次数获得有意义的结果。我们使用该技术（每个实验次采集）在比特束积离子量子计算机上计算分子氢基态能量，精度达到位（ hartree），消除了Trotter误差。包括Trotter误差后，我们获得至位的精度（分别为和 hartree），远超化学精度（ hartree）相对于完全配置相互作用的结果。我们考虑更深电路的应用，讨论其作为近期量子设备数据标定任务的潜在价值。
引用
@article{arxiv.2506.17207,
title = {High-precision Quantum Phase Estimation on a Trapped-ion Quantum Computer},
author = {Andrew Tranter and Duncan Gowland and Kentaro Yamamoto and Michelle Sze and David Muñoz Ramo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.17207},
year = {2025}
}