量子多体算符的线性与对数时间合成
量子物理
2017-10-25 v1
摘要
我们开发了一个广义框架，用于在线性时间内或在对数时间内使用线性数量的辅助量子比特来构建多体相互作用操作。我们特别为泡利串、多控制 Toffoli 门、数和宇称守恒相互作用、幺正耦合簇操作以及稀疏矩阵生成器给出了精确的量子门分解。我们提供了一种线性时间协议，其工作原理是创建指数级多种不同可能算符串的叠加，然后使用动力学解耦方法消除所有不需要的项。一种对数时间协议通过使用辅助寄存器将演化条件化到所需多体相互作用的支持上，然后使用并行链接操作来扩展串长度，从而克服了第一种协议的速度限制。这两种技术大幅改进了当前策略（时间和空间的减少范围可以从线性到指数级），适用于不同的物理相互作用机制，如 CNOT、 和 ，并可推广到广泛的多体算符。
引用
@article{arxiv.1705.10863,
title = {Linear and logarithmic time compositions of quantum many-body operators},
author = {Felix Motzoi and Michael Kaicher and Frank Wilhelm},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.10863},
year = {2017}
}
备注
8 pages, 4 figures