NISQ 时代下强时变扰动中的多态跃迁动力学

我们开发了一种量子计算方案，在混合量子-经典算法中利用 McLachlan 变分原理，以精确计算受强时变扰动、具有多个激发态的封闭量子系统的跃迁动力学。改进了利用一元 N 量子位编码构造通用 N 态 ansatz 的系统方法。我们还在 McLachlan 变分量子算法中利用量子位高效编码将量子位数量减少至 log2 N，同时降低量子电路深度。通过使用二阶步进法实现了时间步数的显著减少。为获得高精度，对电路进行适配以包含时变全局相位校正至关重要。我们在一组暴露于强激光阿秒脉冲的 16 个束缚类氢本征态上展示、测试并优化了我们量子计算算法。通过与基准数据对比确认，所获得的跃迁概率精度优于 1%。使用哈密顿量的相互作用表象减少了 NISQ 噪声和采样误差随量子系统时间演化的累积效应。