数字量子计算范式提供了非常理想的特性,例如通用性、可扩展性和量子纠错。然而,在当前的 NISQ 设备时代,实现有用的纠错量子算法所需的物理资源是令人望而却步的。作为执行通用量子计算的替代途径,在 NISQ 时代的限制内,我们建议将数字单量子位操作与模拟多量子位纠缠块合并,这种方法我们称之为数字模拟量子计算 (DAQC)。沿着这个思路,虽然这些技术可以扩展到任何资源,但我们建议将由无处不在的 Ising 汉密尔顿量生成的幺正用于模拟纠缠块,并证明其通用性。我们构建了显式 DAQC 协议,通过单量子位门和固定的均匀 Ising 汉密尔顿量来有效模拟任意非均匀 Ising、二体和 M 体自旋汉密尔顿动力学。此外,我们还比较了顺序方法(其中交互是打开和关闭的)(分步 DAQC)和始终开启的多量子比特交互,中间穿插着快速单量子比特脉冲(爆炸式 DAQC)。最后,我们进行了数值测试,比较了纯数字方案和 DAQC 协议,结果显示后者的性能明显更好。所提出的 DAQC 方法将模拟量子计算的稳健性与数字方法的灵活性相结合。
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