利用本征态见证者进行哈密顿量谱的量子模拟
量子物理
2018-01-31 v5
摘要
哈密顿量谱的高效计算在经典机器上往往难以处理，但可在从物理学到化学的众多领域中找到应用。在此，我们引入了“本征态见证者”（eigenstate witness）的概念，并通过它提出了一种新的量子方法，该方法结合了变分法和相位估计，以近似基态和激发态的本征值。该方案在可编程硅基量子光子芯片上得到了实验验证，该平台可大规模制造，集成了纠缠态生成、任意受控幺正操作和投影测量。实验发现的基态和激发态保真度均大于 99%，其本征值的估计精度达到 32 位。我们还调查并讨论了该方法的扩展性，并通过数值模拟研究了其在更复杂哈密顿量上的性能。这一结果表明在量子计算机上实现量子化学方面取得了令人鼓舞的进展。
引用
@article{arxiv.1611.03511,
title = {Witnessing eigenstates for quantum simulation of Hamiltonian spectra},
author = {R Santagati and J Wang and A A Gentile and S Paesani and N Wiebe and J R McClean and S R Morley Short and P J Shadbolt and D Bonneau and J W Silverstone and D P Tew and X Zhou and J L OBrien and M G Thompson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.03511},
year = {2018}
}
备注
9 pages, 4 figures, plus Supplementary Material [New version with minor typos corrected.]