1马里兰大学物理系, College Park, MD 20742, 美国
2马里兰大学基础物理中心,马里兰大学帕克分校,MD 20742,美国
3美国国家标准技术研究院和马里兰大学量子信息与计算机科学联合中心,College Park, MD 20742, USA
4马里兰大学 NSF 鲁棒量子模拟研究所,College Park, Maryland 20742, USA
5物理部,劳伦斯伯克利国家实验室,伯克利,CA 94720,美国
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抽象
重点关注用于量子模拟的通用量子计算,并通过晶格规范理论的例子,我们引入了相当通用的量子算法,该算法可以有效地模拟某些类别的相互作用,这些相互作用包括多个(玻色子和费米子)量子数与非量子数的相关变化。平凡的函数系数。特别是,我们使用奇异值分解技术分析哈密顿项的对角化,并讨论如何在数字化时间演化算子中实现对角酉。研究的晶格规范理论是 2+1 维的 SU(1) 规范理论与一种交错费米子的耦合,为此提出了不同计算模型内的完整量子资源分析。该算法被证明适用于高维理论以及其他阿贝尔和非阿贝尔规范理论。所选示例进一步证明了采用有效理论公式的重要性:结果表明,与基于角动量的标准公式相比,使用环、弦和强子自由度的显式规范不变公式简化了算法并降低了成本以及施温格玻色子的自由度。尽管数字化模拟不精确,但环弦强子公式进一步保留了非阿贝尔规范对称性,而不需要昂贵的控制操作。这种理论和算法的考虑可能对于量子模拟与自然相关的其他复杂理论至关重要。
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