面向可靠激发态变分量子位移的混合 QPE- ansatz 策略

我们引入一种自旋 $z$ 分量 ($S_{z}$) 保存的对称性保持 ansatz 和自旋 $x$ ($S_x$) 的浅层量子相位估计 (QPE) 例程，并将其组合为针对噪声中间规模量子 (NISQ) 计算时代激发态计算的自旋过滤变分量子位泄 (sfVQD) 方案。该方案通过受控旋转在 $\mathrm{exp} (i\theta\hat{S}_{x})$ 下仅以适度电路开销将自旋信息编码到小 ancilla 寄存器中。编码信息随后用于通过筛选抑制自旋污染，避免对总自旋 $\langle\hat{S}^{2}\rangle$ 的昂贵显式评估。由于筛选模块独立于变分 ansatz 运行，可用于其他基于变分量子本征求解器的激发态计算方案。作为演示，我们将 sfVQD 应用于 LiH 和 BeH$_2$ 并考察不同几何构型，显示出相对于传统 VQD 而无 QPE-derived 筛选的单能态与三能态流形分离显著改善。这些结果表明，ancilla 辅助的对称筛选为获取物理上有意义属性的激发态计算提供了一种模块化且兼容 NISQ 的路径。我们讨论了该方案如何自然扩展到计算其他守恒量。