Acta Physica Sinica
Compressed Quantum Simulation via Quantum Machine Learning
ZHENG Xinbo, Z. Xu, CHEN Yuquan, Zhaokai Li, Xinhua Peng
Abstract
量子模拟利用可控的量子系统来模拟一个难以用经典计算机处理的复杂多体量子系统,以应对随多体系统规模指数增长的计算复杂度。本文研究了一种基于量子机器学习的压缩量子模拟方案,通过利用参数化量子线路构建量子自编码器,学习高维希尔伯特空间中量子绝热演化的低维等效表示,并在低维空间中高保真地重构绝热演化过程以实现压缩量子模拟。本文以 9 量子比特二维横场伊辛模型的量子相变检测问题为例,使用 2 量子比特系统对其进行压缩量子模拟,制备基态并测量磁涨落和能量等物理量。结果表明,该方案能在低维希尔伯特空间中高精度复现量子相变行为,所得基态能量的相对误差不超过 2.1%。本研究为在资源有限的量子设备上模拟复杂物理过程提供了新的思路,推动了量子模拟与机器学习的交叉融合。