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SQD 实现的电路压缩用于资源高效的量子化学

量子物理 2026-07-16 v1

摘要

子空间量子对角化(SQD)通过在由量子采样张成的子空间中对哈密顿量进行经典对角化来恢复基态能量,仅需要具有足够基态重叠的比特串,而不是精确的变分能量。我们揭示并利用了这种未被充分探索的鲁棒性特性:在 SQD 精度下降之前,可以从采样电路中移除多少非 Clifford 和变分表达能力?我们通过两种互补的压缩技术来回答这个问题:基于梯度的算子剪枝(丢弃低影响的激发算子)和 Clifford 舍入(将剩余参数捕捉到最近的 Clifford 角)。这两种技术都可以应用于量子比特约简哈密顿量上的 VQE 拟设。对 21 个分子的系统消融研究表明,即使在两个轴上都进行 50% 的压缩,中位 SQD 误差仍保持在化学精度范围内,而模拟加速达到 33×33\times。在 IBM 量子硬件上对 6 个分子的硬件验证证实,转译深度最多可减少 2.8×2.8\times,且 SQD 精度零损失。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.15076,
  title  = {SQD-Enabled Circuit Compression for Resource-Efficient Quantum Chemistry},
  author = {Kangyu Zheng and Yidong Zhou and Jinglei Cheng and Zhemin Zhang and Shaohua Li and Zhiding Liang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.15076},
  year   = {2026}
}

备注

Accepted by IEEE/ACM 2026 International Conference on Computer-Aided Design (IEEE/ACM ICCAD 2026)