NISQ 硬件上局域哈密顿量的相位估计
量子物理
2021-10-27 v1
摘要
在这项工作中，我们研究了由 [Somma 2019] 提出并被称为量子本征值估计问题（QEEP）的量子相位估计（QPE）的分箱版本。具体而言，我们确定在先前工作 [Clinton et al 2020] 中提出的电路分解技术能否在 NISQ 体制下提升 QEEP 的性能。为此，我们采用如 [Clinton et al 2020] 中那样对 NISQ 器件能力的物理驱动抽象。在该框架内，我们发现我们的技术将能够执行该算法最小双箱实例的阈值降低了一个数量级。这是针对二维自旋 Fermi-Hubbard 模型这一具体示例而言的。例如，给定一个 自旋 Fermi-Hubbard 模型上 的可接受误差，在去极化噪声率为 时，我们发现 [Somma 2019] 的相位估计协议可在电路深度下以约总谱范围 的箱宽执行，而传统门合成方法在该电路深度下产生的箱宽将覆盖整个谱范围。我们探索了该协议的可能修改，并提出了一种应用，称之为随机量子本征值估计问题（rQeep）。rQeep 输出关于落在随机选取箱内的本征值比例的估计，并对这些估计与真实值的总偏差给出上界。我们设想该算法的一个用例是分辨局域哈密顿量的态密度特征，例如谱隙。
引用
@article{arxiv.2110.13584,
title = {Phase Estimation of Local Hamiltonians on NISQ Hardware},
author = {Laura Clinton and Johannes Bausch and Joel Klassen and Toby Cubitt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.13584},
year = {2021}
}