超快混合费米子-量子比特映射

费米子-量子比特映射在量子计算机上表示费米子相互作用时起着至关重要的作用。高效的映射将系统的费米子模式转化为具有高度局域性的量子比特相互作用，同时使用很少的辅助资源。我们提出了一族保持局域性的费米子-量子比特映射，其所需的辅助量子比特少于迄今已知的所有方案。其中一个实例仅需 1.016 个量子比特/费米子，而 Y.-A. Chen 和 Y. Xu [PRX Quantum 4, 010326 (2023)] 提出的最著名的保持局域性映射需要 1.25 个。我们的映射族（由整数 $n$ 参数化）在辅助量子比特数量（$\frac{1}{n^2}$）与线路长度（$O(\log n)$）之间建立了直接的权衡。此外，我们提出了一种非局域变体，它结合了 Jordan-Wigner 映射和 Bravyi-Kitaev 映射的优势，其线路比 Jordan-Wigner 映射短 98%。这是通过在不同尺度上应用看似不相容的映射来实现的，使得它们各自的优势能够相互补充。