Double-bracket quantum algorithms for high-fidelity ground-state preparation
Rattachement africain : it, ch, ae, sg, br. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
Ground-state preparation is a central application for quantum computers but remains challenging in practice. In this work, we quantitatively investigate the performance and gate counts of double-bracket quantum algorithms (DBQAs) for ground-state preparation. We propose a practical strategy in which DBQAs refine initial state preparation circuits, and we compile them for Heisenberg chains using controlled-Z and single-qubit gates. Warm-started DBQAs consistently improve both the energy and ground-state fidelity relative to the initial states provided by variational ansätze, indicating that DBQAs offer an effective unitary synthesis method. To demonstrate compatibility with near-term hardware, we executed a proof-of-concept example on IBM devices. With error mitigation, we observed a statistically significant improvement over the corresponding warm-start circuit. Furthermore, numerical emulations for the same system size indicate that executing DBQAs on Quantinuum's hardware could achieve similar cost-function gains without requiring error mitigation. These findings suggest that DBQAs are a promising approach for enhancing ground-state approximations on near-term quantum devices.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Double-bracket quantum algorithms for high-fidelity ground-state preparation
- Date Crossref
- 17/07/2026
- Éditeur
- American Physical Society (APS)
- Type
- journal-article
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Les institutions déclarées
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