利用单个辅助比特的前向与后向实时演化实现概率虚时演化：面向基态的量子化学第一量子化本征求解器
量子物理
2022-08-15 v3 强关联电子
摘要
量子计算机上的虚时演化（ITE）是获取量子系统基态的一种很有前景的形式。作为其中的一种，概率虚时演化（PITE）利用测量来实现非幺正操作。我们提出了一种仅需单个辅助量子比特的 PITE 新方法。在一种实际近似下，该电路由原始多比特哈密顿量生成的前向和后向实时演化（RTE）门作为黑盒构建而成。因此，迄今为止提出的以及未来将提出的所有高效 RTE 幺正量子算法，都可以原封不动地直接转化为 ITE。我们的方法也可用于获取有限温度下的吉布斯态和配分函数。我们将该方法应用于几个系统作为说明性示例，以验证其有效性。我们还通过关注计算成本的标度行为，讨论了该方法在量子化学中的应用，从而引出了一个被称为第一量子化量子本征求解器的新框架。
引用
@article{arxiv.2111.12471,
title = {Probabilistic imaginary-time evolution by using forward and backward real-time evolution with a single ancilla: first-quantized eigensolver of quantum chemistry for ground states},
author = {Taichi Kosugi and Yusuke Nishiya and Hirofumi Nishi and Yu-ichiro Matsushita},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.12471},
year = {2022}
}
备注
9 figures