面向量子设备的受约束影子测量：用于分子模拟
太阳与恒星天体物理
2026-05-28 v2 天体物理仪器与方法
空间物理
摘要
量子态测量是量子信息科学中的基本任务，使能够对量子系统中的相关性、纠缠和电子结构进行详细表征。然而，其指数级的测量和计算需求限制了可扩展性，促使采用经典影子等效方法，这些方法可从随机测量中准确预测许多可观测量。在本工作中，我们引入一种用于从噪声或不完整的影子数据重建两粒子简约密度矩阵(2-RDM)的双目标半正定规划方法。通过将N可达性约束和核范数正则化集成到优化中，该方法构建一个满足N可达性的2-RDM，同时在影子测量保真度与能量最小化之间进行权衡。该统一框架缓解了噪声和抽样误差，同时在重构的状态中强制物理一致性。数值和硬件结果表明，该方法在准确性、噪声鲁棒性和可扩展性方面均显著提高，为实现现实量子模拟中物理一致的费米子态重建提供了稳健的基础。
引用
@article{arxiv.2511.09716,
title = {Simulated Operational Testing of the Prototype Implementation of the SOFIE Model: The 2025 Space Weather Prediction Testbed Exercise},
author = {Weihao Liu and Lulu Zhao and Igor V. Sokolov and Kathryn Whitman and Tamas I. Gombosi and Nishtha Sachdeva and Eric T. Adamson and Hazel M. Bain and Claudio Corti and M. Leila Mays and Michelangelo Romano and Carina R. Alden and Madeleine M. Anastopulos and Mary E. Aronne and Janet E. Barzilla and Wesley T. Cook and Shawn D. Dahl and Hannah Hermann and Anthony J. Iampietro and A. Steve Johnson and Elizabeth A. Juelfs and Melissa R. Kane and Jonathan D. Lash and Kimberly Moreland and Briana K. Muhlestein and Teresa Nieves-Chinchilla and Edward Semones and James F. Spann and Earl M. Spencer and Luke A. Stegeman and Christopher J. Stubenrauch and Kenneth L. Tegnell},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.09716},
year = {2026}
}
备注
42 pages, 2 tables, 10 figures