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A probabilistic quantum algorithm for imaginary-time evolution based on Taylor expansion
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AI
DOI：10.1140/epjqt/s40507-025-00347-0.png)
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摘要
En 中文
虚时演化是获取量子系统基态的有力工具，但随着量子系统规模的增大，用于模拟虚时演化的经典算法复杂度将显著增加。本文介绍了一种基于泰勒展开的概率量子算法，用于实现虚时演化。对于由泡利乘积项组成的哈密顿量，量子电路仅需一个辅助量子比特，且完全由基本单量子比特和双量子比特门构建。此外，采用类似原理将算法扩展至哈密顿量具有更一般形式的情况。该算法仅需微不足道的预计算数值计算，无需复杂的经典预数学计算或优化循环。我们通过求解氢分子和海森堡哈密顿量的基态能量来演示该算法。此外，我们通过量子云平台在真实量子计算机上进行了实验，以求解海森堡哈密顿量的基态能量。本研究扩展了在量子计算机上实现虚时演化的方法，且该算法在近期量子设备上具有实施潜力，特别是在哈密顿量由泡利乘积项组成时。
Keyword:
Quantum algorithm
Linear combination of unitaries
Imaginary-time evolution
Ground state simulation
期刊
IF:
5.6
论文数:
540
被引数:
1.1K
机构
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