机构名称：
¥ 4.0
近年来，化学和凝聚态材料的模拟已成为量子计算的一项重要应用，为某些强关联电子系统的电子结构求解提供了指数级加速。迄今为止，大多数处理方法都忽略了这样一个问题：相对论效应（最常由量子电动力学 (QED) 描述）是否也可以在多项式时间内在量子计算机上模拟。本文我们表明，在合理假设下，在正确处理费米子场波函数的所有四个分量的情况下，等效 QED（相当于微扰理论中的二阶 QED）可以在多项式时间内模拟。特别是，我们使用 Trotter-Suzuki 公式对位置和动量基础上的此类模拟进行了详细分析。我们发现，在 ns 位点的 3D 晶格上执行此类模拟所需的 T 门数量在最坏情况下缩放为 O ( n 3 s /ϵ ) 1+ o (1)（对于位置基础模拟，在热力学极限下），在动量基础上缩放为 O ( n 4+2 / 3 s /ϵ ) 1+ o (1)。我们还发现，量子比特化的缩放效果略好一些，对于晶格 eQED，最坏情况缩放为 e O ( n 2+2 / 3 s /ϵ )，而准备电路的复杂性导致动量基础上的缩放效果略差，为 e O ( n 5+2 / 3 s /ϵ )。我们进一步提供了用于模拟均匀电子气的相对论版本的具体门数，表明可以使用少于 10 13 个非 Clifford 操作模拟具有挑战性的问题，并详细讨论了如何在有效 QED 中准备多参考配置交互状态，这可以为基态提供合理的初始猜测。最后，我们估计了准确模拟金等重元素所需的平面波截止。
在量子计算机上模拟有效 QED
主要关键词
相关文件推荐
