利用量子比特希尔伯特空间中的冗余性减少单位振动耦合簇方法中的纠缠门数量
量子物理
2024-12-06 v1 化学物理
摘要
我们提出了一种利用单位振动耦合簇（UVCC）技术进行态制备的新方法。我们的方法利用了在将振动模式直接映射到量子比特的希尔伯特空间中的冗余性。通过消除 Trotterized UVCC 试探波函数中一半的量子比特控制操作，我们的方法与其他方法相比实现了高达 50% 的理论纠缠门数量减少，与实际可行方法相比实现了高达 28% 的减少。这一改进提升了 UVCC 态制备保真度，使得在近量子设备上更高效、更早地实现复杂量子振动结构计算成为可能。我们在 Quantinuum 的 H1-1 量子硬件上实验验证了我们的方法，与现有实现相比，在 6 和 8 量子比特系统中实现了显著更高的保真度。对于容错架构，消除多控制旋转中一半的控制量子比特会在电路中其他位置引入额外的 Toffoli 门开销。因此，整体性能增益取决于多控制门所使用的具体分解方法。
引用
@article{arxiv.2412.03955,
title = {Utilizing redundancies in Qubit Hilbert Space to reduce entangling gate counts in the Unitary Vibrational Coupled-Cluster Method},
author = {Michal Szczepanik and Emil Zak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.03955},
year = {2024}
}