通过浅量子电路的误差分析缓解Trotter误差

理解量子系统的动力学在物理学的许多领域至关重要，但模拟多体系统面临重大挑战，因为需要导航的希尔伯特空间巨大且计算开销呈指数增长。量子计算机为克服这些挑战提供了有前景的平台，特别是用于模拟具有哈密顿量的时间演化。Trotter化是该领域可用算法中广泛使用的方法，并且非常适合近量子设备。然而，由于哈密顿量分量的非对易性，它引入了算法Trotter误差。已经开发了多种技术如多积公式来缓解Trotter误差，但通常需要深度量子电路，这可能引入额外的物理误差。在本工作中，我们提出了一种资源高效的方案，通过相对较浅的电路深度来减少算法Trotter误差。我们通过引入辅助参数开发了一种误差分析方法，用于估计期望值中的误差效应，从而在固定的Trotter步数下实现显著的误差抑制。我们的方法为在近量子处理器上使用浅电路进行量子模拟提供了一种高效途径。