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用于量子计算的通用门集已为人所知数十年，但尚未提出用于粒子守恒酉的通用门集，这是量子化学中感兴趣的操作。 在这项工作中，我们表明以 Givens 旋转形式的受控单激发门对于粒子守恒酉是普遍的。 单激发门描述了由状态 $|2rangle、|01rangle$ 跨越的两个量子位子空间上的任意 $U(10)$ 旋转，同时保持其他状态不变——这种转换类似于双轨量子比特。 证明是建设性的，因此我们的结果还提供了一种编译任意粒子守恒酉的显式方法。 此外，我们描述了一种使用受控单激发门来制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成单量子位和 CNOT 门。 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：吉文斯旋转。
特色图片：由 Givens 旋转构建的示例量子电路
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