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Shadow hamiltonian simulation
DOI:10.1038/s41467-025-57451-z.png)
摘要
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模拟量子动力学是量子计算机最重要的应用之一。传统量子模拟方法涉及制备系统的完整演化状态,然后测量某些物理量。本文提出了一种不同且新颖的量子模拟方法,使用一种我们称之为“影子态”的压缩量子态。该影子态的振幅与特定感兴趣算符集的时间相关期望值成正比,并且根据其自身的Schrödinger方程演化。这种演化在广泛条件下可以在量子计算机上高效模拟。该方法在量子模拟问题中的应用包括模拟呈指数规模的自由费米子或自由玻色子系统动力学,后者恢复了一种用于模拟呈指数数量的经典谐振子的近期算法。这些模拟对于经典方法和传统量子方法都较困难,因为制备完整状态需要指数资源。影子哈密顿量模拟还可扩展用于模拟更复杂算符的期望值,例如两时关联函数或格林函数,以及研究算符本身在Heisenberg图像中的演化。
期刊
IF:
15.7
论文数:
9.4W
被引数:
91.2W

