量子相位估计用于计算多电子系统基态性质的鲁棒性研究
量子物理
2026-04-21 v3
摘要
我们通过研究量子相位估计（QPE）算法的自由参数，如时间步长、相位量子比特数、初始态制备、测量次数以及与幺正算符实现相关的其他参数，提出了对应用于多电子系统的QPE算法的分析。深入理解这些参数及其对QPE成功概率和结果精度的影响，对于为应用于预测性计算化学和材料科学的QPE实现更高程度的自动化铺平道路至关重要。我们在此明确了一种构造性方法，用于为基态能量估计和基态投影设置QPE的自由参数，该方法汇集了先前工作中的分散结果，精炼了这些结果，并发展了实现目标性能的新条件。我们详细阐述了与离散化效应相关的QPE“模糊函数”的影响，并提出了一种克服相应问题的方法。我们最终证明，利用此处汇集的条件，Trotter化版本的QPE的复杂度倾向于主要取决于物理系统性质，而弱依赖于相位量子比特的数量。各种数值结果说明了QPE自由参数对成功概率和离散化效应的影响。通过对H2分子的首次数值模拟，说明了Trotter化和其他特性对结果精度的影响，这使我们能够得出有用的见解。
引用
@article{arxiv.2601.05788,
title = {On the robustness of Quantum Phase Estimation to compute ground properties of many-electron systems},
author = {Wassil Sennane and Jérémie Messud},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.05788},
year = {2026}
}