面向混合量子比特-玻色子处理器的符号哈密顿量编译器

对费米子和玻色子（自然界的基本粒子）相互作用的量子模拟，对于材料科学、化学和高能物理中复杂量子系统的建模至关重要，并已被提议为费米子-玻色子量子计算机的一项有前景的应用，这类计算机能够克服将费米子和玻色子映射到量子比特时遇到的开销问题。然而，将特定费米子-玻色子哈密顿量的模拟编译为原生可用的费米子-玻色子门集具有挑战性。特别是，玻色子较大的局域维度使得基于矩阵的编译方法（如用于量子比特以及 Bosonic Qiskit 或 OpenFermion 等现有工具中的方法）面临挑战。我们通过引入一种基于无矩阵符号操作的二次量子化哈密顿量新型符号编译器克服了这一问题，该编译器将费米子-玻色子二次量子化问题自动分解为量子比特-玻色子指令集架构。这一整合为在新兴的量子比特-玻色子和费米子-玻色子硬件上模拟量子系统建立了一个全面的流程，为其大规模使用铺平了道路。