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用于量子计算的通用门集已为人所知并进行了数十年的研究，但人们对粒子守恒幺正体的通用门集了解甚少，而粒子守恒幺正体是量子化学中备受关注的操作。在这项工作中，我们证明了以 Givens 旋转形式呈现的受控单激发门对于粒子守恒幺正体是通用的。单激发门描述在由状态 | 01 ⟩ , | 10 ⟩ 跨越的两量子比特子空间上的任意 U (2) 旋转，同时保持其他状态不变 - 这种变换类似于双轨量子比特上的单量子比特旋转。证明是建设性的，因此我们的结果还为编译任意粒子守恒幺正体提供了一种明确的方法。此外，我们还描述了一种使用受控单激发门来准备固定数量粒子的任意状态的方法。我们推导出 Givens 旋转的解析梯度公式，以及分解为单量子比特和 CNOT 门的公式。我们的结果为量子计算化学提供了一个统一的框架，其中每个算法都是由相同的通用成分构建的独特配方：Givens 旋转。
用于量子化学的通用量子电路
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