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相应的 Bethe 方程;后者通常难以求解。因此,尽管这些模型是“精确可解的”,但通常仍需要付出大量努力来明确计算感兴趣的物理量。量子计算机有望解决各种迄今难以解决的问题 [5,6]。这些问题包括分子和固态环境中多体系统的量子模拟 [7,8]。人们很自然地会问,量子计算机是否也能帮助解决计算量子可积模型感兴趣的物理量的问题。虽然求解 Bethe 方程仍然是一个有趣的开放性挑战 [9],但最近一个重要的进展是发现了一种用于构造精确特征态的有效量子算法 [10]。该算法可能用于明确计算相关函数,否则这是无法实现的。可积模型还可以通过为量子模拟器提供试验台来影响量子计算。尽管人们正在大力开发近期算法,如变分量子特征值求解器 (VQE) [ 11 , 12 ],以解决多体问题,但目前尚不清楚 VQE 是否能够在近期硬件上实现量子优势。另一方面,在容错量子计算机上获得一般模拟问题的量子优势被认为在量子资源方面成本极其昂贵 [ 13 – 15 ]。在嘈杂的中型量子时代 [ 16 ] 之后,早期量子计算机的可积模型的另一个好处是,它们的经典可解量可用于验证和确认目的。因此,研究特殊类别的问题(如可积模型)以更早地展示量子优势是很自然的。关键的第一步是找到解决这类问题的量子算法并量化所需的资源。 [ 10 ] 中的算法适用于闭式自旋 1/2 XXZ 自旋链,它是 Bethe [ 1 ] 求解的模型的各向异性版本 [ 17 ],是具有周期性边界条件的量子可积模型的典型例子。将量子可积性扩展到具有开放边界条件的模型也很有趣且不平凡,参见 [ 18 – 21 ] 和相关参考文献。在本文中,我们制定了一个量子算法,用于构造具有对角边界磁场的开放自旋 1/2 XXZ 自旋链的精确本征态,这是具有开放边界条件的量子可积模型的典型例子。长度为 L 的链的(铁磁)哈密顿量 H 由下式给出

在量子计算机上准备开放 XXZ 链的精确特征态

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