利用语境子空间变分量子本征求解器模拟自旋阻挫卡戈梅晶格上的反铁磁海森堡模型

在本工作中，我们利用超导含噪声中等规模量子（NISQ）设备研究候选量子自旋液体的基态性质。具体而言，我们研究了卡戈梅晶格上的反铁磁海森堡模型，这是一种几何阻挫结构，会产生高度简并的能谱。为成功模拟该系统，我们采用基于语境子空间方法的量子比特约化策略，在量子设备执行前显著减小问题规模。我们通过低键维密度矩阵重整化群（DMRG）计算获得的波函数，利用辛近似对称生成元提取算法对子空间稳定子施加偏置，从而提升了这些子空间的质量。减小哈密顿量规模使我们能够实现平铺电路系综，并部署变分量子本征求解器（VQE）来估计基态能量。我们采用混合量子误差缓解策略，结合读出误差缓解（REM）、对称性验证（SV）和零噪声外推（ZNE）。该方法实现了高精度的能量估计，误差率约为0.01%，从而展示了近量子设备在探测阻挫量子材料方面的潜力。