量子相位估计中的托特特误差与轨道变换
量子物理
2026-02-24 v1 化学物理
计算物理
摘要
使用托特特积公式进行量子计算操作简便且在逻辑量子比特开销方面开销较小。轨道基的选择对电路深度有显著影响，局部化轨道可实现最低电路深度。然而，文献结果指出局部化轨道会导致较大的托特特误差。因此，本文考察了轨道变换对托特特误差的影响。我们考虑了三种降低托特特误差的轨道变换策略：(i) 采用先验选择能产生低托特特误差的轨道基；(ii) 推导一种能产生无托特特误差的基态能的轨道基（我们观察到托特特误差是 Givens-rotation 参数连续函数，从而可推断该误差随轨道变换的连续性）；(iii) 在托特特步骤之间应用改变计算基的算子。我们的numerical结果表明，通过轨道变换可靠地降低托特特误差具有挑战性。尽管存在解析表达式表明降低托特特误差的办法，但难以导出通用的低托特特误差配方。重要的是，我们发现局部化轨道基在分子计算中并不产生大托特特误差，这一发现对于高效量子相位估计布局具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2602.18913,
title = {Trotter Error and Orbital Transformations in Quantum Phase Estimation},
author = {Marvin Kronenberger and Mihael Erakovic and Markus Reiher},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.18913},
year = {2026}
}
备注
33 pages, 8 figures, 2 tables