在噪声量子硬件上实现海森堡自旋链的保对称变分量子模拟
量子物理
2026-01-01 v1
摘要
变分量子算法是在含噪声中等规模量子 (NISQ) 设备上模拟相互作用量子多体系统最有前景的方法之一。然而，变分量子本征求解器 (VQE) 的实际成功关键取决于所选变分拟设的结构。在本工作中，我们使用通用硬件高效拟设和物理启发、保对称的变分电路研究一维反铁磁海森堡自旋 1/2 链的基态性质。我们将变分结果与精确对角化和无噪声模拟进行基准比较，随后在真实的 IQM Garnet 量子硬件上验证该方法。我们的结果表明，与在相同资源约束下的硬件高效拟设相比，将物理对称性纳入电路设计可显著改善能量估计，增强对硬件噪声的鲁棒性，并呈现更清晰的收敛行为。这些发现凸显了在 NISQ 时代，针对特定问题的拟设构造对于可靠量子模拟的重要性。
引用
@article{arxiv.2512.23009,
title = {Symmetry-Preserving Variational Quantum Simulation of the Heisenberg Spin Chain on Noisy Quantum Hardware},
author = {Rudraksh Sharma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.23009},
year = {2026}
}