基于守恒荷的哈密顿量最小量子比特表示

近年来，我们目睹了为证明量子计算机能够解决经典上难解问题而进行的巨大推动。这一努力最初聚焦于硬件，逐渐扩展到待模拟模型的简化。我们考虑以泡利算符表示的哈密顿量，并系统性地剔除所有对模拟系统非必需的量子比特。我们的方法普遍适用，其通过首先确保希尔伯特空间中尽可能大的部分变得无关，进而发现并利用系统的所有守恒荷（即可表示为泡利算符的对称性）来降低复杂度。值得注意的是，这两个过程在经典上均是高效且最优的。为展示我们的算法，我们简化了化学分子、格点规范理论、Hubbard 模型与 Kitaev 模型。