基于 Ghost Gutzwiller 近似的量子-经典嵌入法及其对关联电子系统的增强模拟

由于量子资源有限，在当今量子硬件上模拟关联材料仍具挑战。量子嵌入方法通过将体相系统映射到有效杂质模型来降低计算复杂度，从而允许在预容错和早期容错量子设备上进行更可行的模拟，提供了一条有前景的途径。本工作开发了一个基于 ghost Gutzwiller 近似的量子-经典嵌入框架，以实现对关联电子系统基态性质和谱函数的量子增强模拟。在状态向量模拟器上使用自适应变分量子算法分析电路复杂度，将其应用于无限维 Hubbard 模型，ghost 模数从 3 增加到 5，导致电路深度从 16 增长到 104。使用真实的误差模型检查噪声效应，揭示了对 Hubbard 带谱权重的显著影响。为了减轻这些效应，采用了 Iceberg 量子错误检测码，在模拟中实现了高达 40% 的错误减少。最后，在 IBM 和 Quantinuum 量子硬件上对密度矩阵估计的准确性进行了基准测试，这些硬件具有不同的量子比特连通性并采用了多级错误缓解技术。