基于量子seniority的子空间展开：用于电子结构问题的短线路幺正变换线性组合
量子物理
2025-12-09 v2 化学物理
摘要
基于量子seniority的子空间展开（Q-SENSE）是一种混合量子-经典算法，它在变分量子本征求解器（VQE）和组态相互作用（CI）方法之间进行插值。它在量子设备上构建哈密顿量矩阵元，并经典地求解得到的本征值问题。与其他基于展开的方法——如量子子空间展开（QSE）、量子Krylov算法和非正交量子本征求解器——不同，Q-SENSE引入seniority算符作为人工对称性来构建正交基态。这种基于seniority对称性的方法以测量额外矩阵元为代价，减少了近期量子硬件上VQE的主要限制之一——线路深度。人工对称性还减少了必须测量的哈密顿量项的数量，因为只有一小部分项耦合了不同seniority子空间中的基态。凭借所有这些优点，Q-SENSE为在近期量子设备和早期容错机制下实现量子优势提供了一条可扩展且资源高效的途径。
引用
@article{arxiv.2509.01061,
title = {Quantum Seniority-based Subspace Expansion: Linear Combinations of Short-Circuit Unitary Transformations for the Electronic Structure Problem},
author = {Smik Patel and Praveen Jayakumar and Rick Huang and Tao Zeng and Artur F. Izmaylov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.01061},
year = {2025}
}