复合量子模拟

复合量子模拟

时间戳记：14年2023月6日上午16:XNUMX
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马修哈根1 和内森·韦伯2,3,4

1多伦多大学物理系，加拿大多伦多
2多伦多大学计算机科学系，加拿大多伦多
3太平洋西北国家实验室，美国华盛顿州里奇兰
4加拿大高等研究院，加拿大安大略省多伦多

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抽象

在本文中，我们提供了一个框架，用于将多种量子模拟方法（例如 Trotter-Suzuki 公式和 QDrift）组合到单个复合通道中，该通道基于旧的合并思想来减少门数。我们的方法背后的中心思想是使用一种分区方案，将哈密顿项分配给模拟中通道的 Trotter 或 QDrift 部分。这使我们能够使用 QDrift 模拟小但数量众多的项，同时使用高阶 Trotter-Suzuki 公式模拟较大的项。我们证明了复合通道和理想模拟通道之间钻石距离的严格界限，并展示了在什么条件下，实现复合通道的成本是渐近上限的，其由组成它的方法进行概率划分和确定性划分。最后，我们讨论确定分区方案的策略以及在同一框架内合并不同模拟方法的方法。

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