Paper: Improved Strategies for Fermionic Quantum Simulation with Global Interactions
Thierry N. Kaldenbach · Gabriel Breuil
Arxiv · 2025
Wir stellen effiziente Quantenschaltungen für fermionische Anregungsoperatoren vor, die auf Ionenfallen-Quantencomputer zugeschnitten sind, die das Mølmer-Sørensen (MS) Tor aufweisen. Solche Operatoren treten häufig bei der Untersuchung statischer und dynamischer Eigenschaften in elektronischen Strukturproblemen auf, bei denen die Unitary Coupled Cluster-Theorie oder die trotterisierte Zeitentwicklung verwendet werden. Wir zeigen im Detail, wie die globale MS-Wechselwirkung die nicht-lokale Struktur fermionischer Anregungsoperatoren unter der Jordan-Wigner-Abbildung auf natürliche Weise unterstützt und gleichzeitig eine optimale Parallelisierung ihrer Schaltkreiszerlegungen ermöglicht. Im Vergleich zu früheren Schemata für Ionenfallen reduziert unser Ansatz die Anzahl der MS-Gatter um den Faktor 2 bzw. 4 für Einzel- und Doppelanregungen. Diese Verbesserung verspricht erhebliche Geschwindigkeitssteigerungen und Fehlerreduzierungen.
Arxiv (2025)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2504.03237
