在量子计算机上制备关联费米子态的低深度线路 ansatz
量子物理
2018-01-04 v1
摘要
量子模拟注定会成为近期量子计算机的主要应用之一。量子化学与凝聚态物理有望从这些技术发展中受益。已知有若干量子模拟方法可在量子计算机上制备态并测量所需可观测量。最节省资源的流程是变分量子本征求解器(VQE),其传统上采用幺正耦合簇作为 ansatz 来近似多体费米子哈密顿量的基态。该方法一个显著的缺陷在于,其初始态是来自经典 Hartree-Fock 计算的、无纠缠的单参考乘积态。在这项工作中,我们提议通过以更一般的费米子高斯态初始化该算法来改进此方法,这一想法借鉴自核物理领域。我们展示了如何用线性深度量子匹配门线路制备该高斯参考态。通过为可用门集合增补最近邻相位耦合,我们生成了一种低深度线路 ansatz,能够精确制备关联费米子系统的基态。这将 VQE 的适用范围扩展至具有强配对关联的系统,如超导体、原子核与拓扑材料。
引用
@article{arxiv.1801.01053,
title = {Low-depth circuit ansatz for preparing correlated fermionic states on a quantum computer},
author = {Pierre-Luc Dallaire-Demers and Jonathan Romero and Libor Veis and Sukin Sim and Alán Aspuru-Guzik},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.01053},
year = {2018}
}
备注
15 pages, 5 figures