Sub-system quantum dynamics using coupled cluster downfolding techniques
本文将子系统嵌入子代数耦合簇（SESCC）形式和双酉耦合簇（DUCC）形式推广到时域。分析的一个重要组成部分是与证明的DUCC Answer的精确性的基础上，一般的多体形式的反厄米集群运营商定义外部和内部的激励。使用这些形式主义，它是可能的，以计算整个系统的能量作为一个特征值的下折/有效的哈密尔顿在活性空间，这是可识别的子系统的复合系统。它也可以表明，向下折叠的哈密顿积分出费米自由度，不对应于由活动空间封装的物理。在本文中，我们将这些结果扩展到含时薛定谔方程，表明一个类似的构造是可能的，以划分成一个子系统，随时间变化缓慢，其余的子系统，对应于快速振荡的系统。这种依赖于时间的形式主义允许耦合集群量子动力学扩展到更大的系统，并制定新的量子算法的基础上的量子Lanczos方法，最近被认为是在文献中。
2020-07-13 quant-ph
Coupled Cluster Downfolding Theory in Simulations of Chemical Systems on Quantum Hardware
本文提出耦合簇向下折叠与量子算法结合的混合方法，将数百个轨道压缩至当前量子硬件可处理的规模，并验证其在恢复关联能方面的精度，为NISQ设备向容错量子计算过渡提供桥梁。
2025-07-06 quant-ph
Qubit-efficient quantum chemistry with the ADAPT variational quantum eigensolver and double unitary downfolding
本研究结合双重酉耦合簇（DUCC）理论与ADAPT-VQE，探索酉下折叠哈密顿量在量子化学模拟中的准确性，证明DUCC在不增加量子处理器负载下提升了活性空间外动态相关能的恢复精度。
2025-04-25 quant-ph
Correlations in excited states of local Hamiltonians
$k$ -定域哈密顿量的基态和激发态的物理性质主要由$k$ -粒子约化密度矩阵（$k$ -RDM）决定，或者对于费米子系统，简单地由$k$ -矩阵决定--它们至少足以计算基态和激发态能量。此外，对于$k$ -定域哈密顿量的非简并基态，甚至状态本身也完全由其$k$-RDM确定，因此不包含真正的${>}k$ -粒子关联，因为它们可以从$k$ -粒子关联函数中推断出来.人们自然会问，对于非简并激发态，是否也有类似的结果。事实上，对于费米子系统，已经证明了一个2-定域哈密顿量的任何非简并激发态同时是另一个2-定域哈密顿量的唯一基态，因此由它的2-矩阵唯一确定。这个猜想的一个较弱的版本指出，在所有的纯$n$粒子态中，2-局域哈密顿量的任何非简并激发态都是由它的2-矩阵唯一确定的。我们构造明确的反例，以表明这两个假设都是假的。这意味着局域哈密顿量的激发态的关联可能与基态的关联有很大的不同。进一步证明了一个$k$ -定域哈密顿量的任何非简并激发态都是另一个$2k$ -定域哈密顿量的唯一基态，因此由它的$2k$ -RDM（或$2k$ -矩阵）唯一确定.
2011-10-21 quant-ph
Fock-space Schrieffer--Wolff transformation: classically-assisted rank-reduced quantum phase estimation algorithm
我们提出了一个扩展的多体向下折叠方法，以减少量子相位估计（QPE）算法所需的资源。在本文中，我们专注于Schrieffer-Wolff（SW）变换的电子哈密顿分子系统，提供了显着的简化量子线路的量子动力学模拟。我们证明，通过采用Fock空间变体的SW变换（或降秩相似性变换（Rank-reducing similarity transformations，RankD）），可以显着增加量子位映射相似性变换的哈密顿量的局部性。SW-Rendezvous形式主义的实际应用与手稿中讨论的一系列近似有关。特别是，定义RdR的振幅可以使用传统计算机进行评估，然后在量子计算机上进行编码。SW-RQPE量子算法也可以被看作是标准状态特定耦合簇向下折叠方法的扩展，以提供传统QPE算法的稳健替代方案，从而使用相同的Fock来识别具有各种电子数的系统的基态和激发态。下折哈密尔顿算子的空间表示。Rounds形式主义作为开发新的近似方案类的设计原则，降低了量子线路的复杂性。
2022-11-18 quant-ph
Demonstration of the excited-state search on the D-wave quantum annealer
本文利用D-wave处理器结合热启动反向量子退火，通过同时控制横向场和纵向场演示了问题哈密顿量激发态的制备，并成功应用于两量子比特伊辛模型和最短向量问题，为量子退火器利用激发态开辟了新应用方向。
2023-05-25 quant-ph
Efficient targeting of arbitrary excited states with quantum inverse power iteration through filtering polynomials
NNF Quantum Computing Program, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所NNF量子计算项目）
提出基于量子奇异值变换的量子逆幂迭代算法，通过滤波多项式稳定靶向任意激发态，数值模拟显示优于其他量子幂方法，并给出容错资源估计。
2026-06-29 physics.chem-ph quant-ph
Excited state preparation on a quantum computer through adiabatic light-matter coupling
University College London（伦敦大学学院）；University of Cambridge（剑桥大学）
提出一种利用电子-光子显式耦合的绝热态制备技术，用于低能亮激发态，可系统收敛到第一亮激发态并通过改变光子极化瞄准不同对称性扇区。
2026-05-28 physics.chem-ph quant-ph
Compressing Hamiltonians with ab initio downfolding for simulating strongly-correlated materials on quantum computers
针对强关联材料第一性原理描述的挑战，本文结合从头算下折叠与变分量子本征求解器，通过模拟多量子比特模型正确预测了三种材料的关键态，证明其框架能高效处理复杂体系并产生高保真解。
2025-04-15 cond-mat.str-el quant-ph
Deep learning methods for the computation of vibrational wavefunctions
在本文中，我们设计并使用两个深度学习模型来生成适合研究分子系统振动的不同哈密顿量的基态和激发波函数。生成的神经网络使用具有解析解的Hamilton函数进行训练，并要求网络将这些解推广到更复杂的Hamilton函数。这种方法允许再现不同分子势的激发振动波函数。这里使用的所有方法都是数据驱动的，因此它们不假设有关系统底层物理模型的任何信息。这使得这种方法具有通用性，并且可以用于量子化学中多个系统的研究。
2021-03-12 physics.chem-ph quant-ph
Do we need delocalised wavefunctions for the excited state dynamics of 1,1-difluoroethylene?
本文构建含七个电子态、十二个简正模并经扭转轴对称化的1,1-二氟乙烯模型哈密顿量，比较局域与离域初始波函数，证明delta脉冲下二者的激发态布居和吸收光谱基本无差异。
2023-02-14 physics.chem-ph quant-ph
Effective Hamiltonian for doubly excited Helium states based on four dimensional Harmonic Oscillator
基于近似O（4）对称性，修正了氦原子双激发态的有效哈密顿量。对两个电子都在n=2壳层的氦原子态，给出了四维谐振子的新的量子数.构造了一个有效的哈密顿算符，并通过非线性最小二乘拟合氦等电子系列的能级进行了优化。结果解释的电子相关和一个可能的统一描述的双电子原子壳内态。
2013-09-12 physics.atom-ph quant-ph
Qumode-Based Variational Quantum Eigensolver for Molecular Excited States
QSS-VQE利用量子模计算分子激发态，通过映射哈密顿量到福克空间并减少量子资源需求，展示出在复杂分子模拟中的潜力。
2025-11-21 physics.chem-ph quant-ph
A Method of Determining Excited-States for Quantum Computation
本文提出通过投影掉基态子空间构造有效哈密顿量，使其基态对应原问题激发态，从而用现有基态变分算法计算低激发态能量，并在H2分子上验证有效。
2019-08-12 quant-ph
Excited-State Downfolding Using Ground-State Formalisms
本研究提出利用非Aufbau参考行列式的基态降维形式论来描述双重激发态，构建特定态有效哈密顿量，在活性空间对角化后获得了与高级CC方法相当的激发能，为量子计算在激发态化学中的应用铺平道路。
2023-10-20 physics.chem-ph quant-ph
Measurement optimization techniques for excited electronic states in near-term quantum computing algorithms
本文针对近时期量子计算中激发电子态VQE算法的测量效率问题，将多种测量技术适配到多态收缩和量子子空间扩展两种算法，通过数值比较发现多态收缩的最佳方法利用哈密顿量数据减少测量，且其测量需求显著低于量子子空间扩展。
2023-05-10 physics.chem-ph quant-ph
Quantum fidelity susceptibility in excited state quantum phase transitions: application to the bending spectra of nonrigid molecules
我们用量子保真度磁化率刻画了二维极限振子模型中激发态的量子相变，并将所得结果与参与比所提供的信息进行了比较.作为一个应用程序，我们进行拟合使用四体代数哈密顿弯曲振动数据的几个分子物种，并使用优化的本征值和本征态，我们定位的本征态最接近的障碍，以线性和确定的线性或弯曲字符的不同的泛音。
2021-03-05 physics.chem-ph quant-ph
Integrated Software/Hardware Execution Models for High-Accuracy Methods in Chemistry
本研究针对量子化学高精度方法的计算资源优化问题，提出结合Micron CXL硬件与AQE云计算的混合DMRG-DUCC工作流方案，并验证了ExaChem套件在原型系统上的性能。
2025-09-15 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
Variational Functionals for Excited States
给出了在非简并哈密顿量的激发态具有局部极小值的泛函。然后，改进的相互正交近似的基态和第一激发态的报告。
2008-01-23 quant-ph
Excited state search using quantum annealing
量子退火是寻找问题哈密顿量的基态的方法之一。在这里，我们提出了QA计划搜索任意激发态的问题哈密顿量。在我们的方案中，首先制备平凡哈密顿量的第$n$激发态，然后将其转换为目标哈密顿量的第$n$激发态.虽然我们的方案是通用的，我们可以搜索任何激发态，我们特别讨论了第一个激发态的搜索。作为比较，我们考虑了一个非绝热方案，以找到第一个激发态与非绝热跃迁的基态。通过求解Lindblad主方程，我们评估了退相干影响下的每个方案的性能。我们的结论是，只要量子比特的相干时间足够长，绝热方案比非绝热方案表现出更好的性能。这些结果在量子化学、量子模拟和后量子密码学等领域具有重要的应用价值。
2020-03-30 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Beyond Ground States: Physics-Inspired Optimization of Excited States of Classical Hamiltonians
ICFO-Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（光子科学研究所，巴塞罗那科技研究所）；ICREA-Institucio Catalana de Recerca i Estudis Avançats（加泰罗尼亚研究高级学院）
本文提出受物理启发的ExcLQA算法，扩展LQA以求解经典伊辛哈密顿量的激发态，在全连接伊辛模型和SVP基准测试中，其性能优于多种对比算法，且无需精确基态信息即可实现更优表现。
2026-08-03 quant-ph
Excited states from local effective Hamiltonians of matrix product states and their entanglement spectrum transition
Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Faculty of Physics and Arnold Sommerfeld Center for Theoretical Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学物理学院及阿诺德·索末菲理论物理中心）
本文通过共形场论视角解释从基态矩阵乘积态构建局域有效哈密顿量求解激发态的方法，并预测了激发态纠缠谱随子系统大小比例变化的转变。
2026-05-27 cond-mat.str-el quant-ph
Nonsingular potentials from excited state factorization of a quantum system with position dependent mass
提出了一种改进的因式分解方法，用于求解质量哈密顿量依赖于位置的量子系统。证明了用质量函数和位置相关质量哈密顿量的激发态波函数定义的奇异超势可以用来构造非奇异等谱哈密顿量。该方法已说明与几个例子的帮助。
2011-09-19 math-ph math.MP quant-ph
Direct estimation of the energy gap between the ground state and excited state with quantum annealing
量子化学是量子信息技术的重要应用领域之一。特别地，估计对应于分子的目标哈密顿量的基态和激发态之间的能隙是必要的。在先前的方法中，分别估计基态的能量和激发态的能量，并且能隙可以从它们之间的减法来计算。在这里，我们提出了一个直接估计的基态和激发态之间的能隙的量子退火的目标哈密顿量。其关键思想是将Ramsey型测量与量子退火相结合。这提供了具有能隙的频率的振荡信号，并且信号的傅立叶变换使我们知道能隙。基于超导量子比特的典型参数，我们数值研究了我们的方案在估计哈密顿量的基态和第一激发态之间的能隙时的性能。我们对基态和第一激发态之间的非绝热跃迁表现出鲁棒性。我们的结果为量子化学中估算哈密顿量的能隙开辟了一条新的途径。
2020-07-21 cond-mat.supr-con quant-ph
Scalable Quantum Computation of Highly Excited Eigenstates with Spectral Transforms
本文提出利用量子线性系统问题求解器（如HHL算法）高效制备物理哈密顿量的高激发本征态，通过变分方式避免指数级前后处理开销，并在容错与近期量子计算机上实现，模拟显示其优于现有方法。
2023-10-12 quant-ph
Variational quantum algorithms for discovering Hamiltonian spectra
计算量子系统的能谱是一项重要的任务，例如分析药物发现和催化中的反应速率。近年来，在量子计算机上发展计算分子基态能量的算法取得了重大进展。然而，计算激发态能量引起的关注相对较少，目前还不清楚最佳方法是什么。我们引入了一个低深度的变分量子算法来计算一般哈密顿量的激发态。利用最近提出的一种新方法，我们采用低深度交换测试对基态进行能量惩罚，并将激发态转换为修正的哈密顿量的基态.我们使用变分虚时间演化作为子程序，它确定性地向目标本征态传播。我们讨论如何对称测量可以减轻交换测试步骤中的错误。我们数值测试我们的算法的哈密顿编码3SAT优化问题的18量子位，和氢化锂分子的电子结构。由于我们的算法只使用低深度电路和变分算法，它适合于在近期量子硬件上使用。
2018-07-05 quant-ph
Entanglement-Entropy for Groundstates, Low-lying and Highly Excited Eigenstates of General (Lattice) Hamiltonians
我们研究的行为纠缠熵在一个广泛的规模，也就是说，一个大类的系统，哈密顿量和状态描述的相互作用的许多自由度。我们的目的之一是要表明，哪些一般特性是纠缠熵的不同类型的定量行为的原因。我们的主要经验是，真正重要的是某些邻近参考哈密顿量的谱的简并程度。为了计算的方便，我们主要研究系统上定义的大，但有限区域的规则格。我们表明，一般的矢量状态，不相关的一些短程哈密顿量不导致在一般情况下的纠缠熵的面积状行为。如果研究具有短程相互作用的哈密顿量的本征态，情况就会改变。我们发现了三大类本征态。全局基态通常导致与分割表面的面积成比例的子体积的纠缠熵。宏观激发（矢量）态在一般情况下有一个纠缠熵，它与封闭的子体积成正比，而且还表现出一定的吉布斯行为。另一方面，低的激发态导致纠缠熵，其通常与封闭子体积乘以分割表面面积的对数成比例。
2007-08-06 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Complexity of the Guided Local Hamiltonian Problem: Improved Parameters and Extension to Excited States
该研究证明引导局域哈密顿量问题在2-局域、高重叠及激发态情形下仍为BQP完全，改进了先前结果。
2024-02-07 cs.CC quant-ph
Measurement of the excited-state transverse hyperfine coupling in NV centers via dynamic nuclear polarization
量子系统的哈密顿量的精确知识是其在许多量子信息技术中使用的关键先决条件。本文报道了一种精确表征金刚石中电子-核自旋系统激发态哈密顿量非久期部分的方法。该方法依赖于由电子自旋介导的动态核极化的研究，该研究目前被用作初始化核量子位和执行增强的核磁共振的主要工具。通过测量氮空位中心基态超精细能级布居的时间演化，首次直接估计了其电子自旋与氮核自旋之间的激发态横向超精细耦合。我们的方法也可以应用于其他电子核自旋系统，如碳化硅中的缺陷。
2017-06-19 quant-ph
Open-source implementation of the anti-Hermitian contracted Schrödinger equation for electronic ground and excited states
University of Minnesota（明尼苏达大学）
本文提出一种开源实现的反厄米特收缩薛定谔方程，用于准确模拟分子中所有电子相关性。该方法不依赖强相关参考波函数的复杂性，且使用精确电子哈密顿量，展现出在主族和过渡金属系统中良好的准确性。
2026-04-02 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
Proposal for Estimating the Energy Gap of the Transverse-Field Ising Hamiltonian Using a D-Wave Quantum Annealer
Chuo university（中央大学）
研究提出用 D-Wave 量子退火器估计横向场伊辛哈密顿量能隙的新方法，通过施加三角波振荡磁场诱导拉比振荡，能直接获取激发态信息，为量子设备模拟提供新途径，经小系统数值模拟验证了方法有效性。
2026-07-27 quant-ph
Preparing Ground and Excited States Using Adiabatic CoVaR
本文通过引入目标 Hamiltonian 的绝热形变，解决了 CoVaR 方法依赖良好初始态的局限，使其在无热启动时也能成功制备基态和激发态，并可用于绘制低能谱。
2025-01-30 quant-ph
Impact of Quantum Phase Transitions on Excited Level Dynamics
讨论了量子相变对临界参数区激发态演化的影响。分析进行了一阶和二阶基态跃迁的一维和二维系统。例子包括尖点和核集体哈密顿。
2008-09-15 nucl-th quant-ph
Bipartite entanglement entropy of the excited states of the free fermions and the harmonic oscillators
研究了一维平移不变自由费米子和耦合谐振子的激发态的一般纠缠性质。特别是，使用运动积分，我们证明了这些哈密顿独立的间隙（质量）有无限的激发态，可以描述的共形场论与整数或半整数中心荷电荷。在自由费米子的情况下，我们还表明，由于在频谱的巨大简并，即使是一个无隙的哈密顿量可以有激发态的面积定律。最后，我们研究了最近在L。Vidmar等人，物理修订版信函119，020601（2017）https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.119.020601.特别地，利用对偶关系，我们提出了一种方法，这可能是有用的实验测量的普遍平均纠缠熵。我们的部分结论可以通过Jordan-Wigner（JW）变换推广到与自由费米子相关的量子自旋链。
2019-11-12 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Broadband infrared and Raman probes of excited-state vibrational molecular dynamics; Simulation protocols based on loop diagram
电子激发态的振动运动可以通过时间和频率分辨的红外吸收或通过非共振受激拉曼技术来观察。多点关联函数表达式推导出这两个信号。三个表示的信号，建议不同的模拟协议的开发。这些都是基于向前和向后传播的波函数，总和超过状态扩展使用有效的振动哈密顿量和半经典治疗浴。我们表明，有效的时间（$Δt$）和光谱（$Δω$）的分辨率的技术不仅是由实验旋钮控制，但也取决于被探测的系统动力学。傅立叶不确定度$ΔωΔt>1$从未被违反。
2013-05-23 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Approximating Ground and Excited State Energies on a Quantum Computer
近似基态和固定数量的激发态能量，或等价的低阶哈密顿本征值，是一个重要但计算困难的问题。通常，经典的确定性算法的成本随自由度的数量呈指数增长。在一般条件下，并使用微扰方法，我们提供了一个量子算法，产生一个常数$j$不同的低阶本征值的估计。该算法依赖于一组尝试特征向量，其构造取决于特定的汉密尔顿性质。我们说明了我们的结果，考虑一个特殊的情况下，时间无关的薛定谔方程与$d$自由度。我们的算法计算一个常数$j$的不同的低阶特征值的误差$O(ε)$和成功概率至少$\frac34$，成本多项式在$\frac{1}ε$和$d$。这扩展了我们以前的结果估计的基态能量的算法。我们提出的技术是足够的一般适用于本文研究的应用程序以外的问题。
2015-08-06 quant-ph
Excited-state quantum phase transitions in many-body systems with infinite-range interaction: Localization, dynamics, and bifurcation
激发态量子相变（ESQPT）是量子相变（QPT）到激发态的推广。它们与态密度的局部发散有关。在这里，我们调查如何存在的ESQPT可以检测到从分析的结构的哈密顿矩阵，本地化的本征态的水平，分叉的发病，和系统的演化速度。我们的研究结果示出了一个无限范围的伊辛相互作用在横向场的哈密顿量。这是Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）模型的一个版本，也是一维自旋1/2系统的极限情况，具有用离子阱实现的可调相互作用。从我们的动力学研究，我们发现LMG和非相互作用的XX模型之间的相似之处。
2016-07-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Excited-state quantum phase transitions in constrained systems
本研究将激发态量子相变的半经典理论拓展到约束系统，提出用拉格朗日乘子法找平稳点，还完善了HP映射的相关理论，明确需构建其完备图册才能揭示全部相变。
2025-02-21 quant-ph
On the Emergence of Exponential Decay from Discrete Spectra for Friedrichs Hamiltonians
School of Science, Constructor University（Constructor大学理学院）
该研究针对热库哈密顿量为纯离散谱的弗里德里希哈密顿量序列，证明其激发态存活概率近似指数衰减，误差由耦合强度与莱维距离估计，并将结果应用于两能级原子与大腔内无质量玻色场的耦合问题。
2026-08-03 math-ph math.MP quant-ph
Optical characterization of excited-state spin Hamiltonians and clock transitions at telecommunication wavelength in Tm3+:YAlO3
Department of Applied Physics, University of Geneva（日内瓦大学应用物理系）；PSI Center for Photon Science, Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所光子科学中心）；Laboratory for Solid State Physics and Quantum Center, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院固体物理与量子中心）；Institute of Physics, EPF Lausanne（洛桑联邦理工学院物理研究所）
本研究通过光谱烧孔技术表征Tm3+:YAlO3中激发态自旋哈密顿量，并预测特定磁场下的光学钟跃迁，以改善电信波段光学相干时间，助力单光子源和量子存储器应用。
2026-09-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Characterization of the hyperfine interaction of the excited $^5$D$_0$ state of Eu$^{3+}$:Y$_2$SiO$_5$
我们描述了铕（Eu $^{3+}$）超精细相互作用的激发态（$^5$ D $_0$），并确定了它的有效自旋哈密顿参数的塞曼和四极张量.采用光学自由感应衰减方法测量了在弱外磁场（10 mT）下各种磁场方向的超精细分裂。在确定的哈密顿量的基础上，讨论了预测$^7$ F $_{0} \longleftrightarrow ^5$ D $_{0}$跃迁超精细能级间光学跃迁几率的可能性.这些结果为利用$^{151}$ Eu $^{3+}$：Y $_2$ SiO $_5$材料在外磁场下的长自旋相干特性实现光量子存储方案提供了必要的信息
2018-03-16 physics.atom-ph quant-ph
Time evolution of the relativistic excited state in the unified formulation of quantum and kinetics dynamics
在量子力学的Liouville空间扩展框架下，描述了由Fermi-Dirac粒子与电磁场相互作用组成的相对论性不稳定电磁系统的时间演化.这项工作是在普里高津的量子动力学和动力学统一公式的基础上进行的。解决了电磁系统相对论性哈密顿量的本征值问题。所得结果可作为进一步研究韧致辐射、原子和原子核激发态弛豫、粒子衰变等物理过程的基础。
2006-06-22 quant-ph
Entanglement Temperature and Entanglement Entropy of Excited States
在路径积分形式下，我们导出了基态纠缠哈密顿量和物理应力张量之间的一般关系。对于CFT中的球形纠缠面，我们再现了Casini，Huerta和Myers导出的\emph{local}基态纠缠哈密顿量.所得到的降低的密度矩阵可以通过空间变化的“纠缠温度”来表征。“利用纠缠哈密顿量，我们计算了由于基态守恒电荷的变化而引起的纠缠熵的一阶变化，并找到了纠缠熵的局域第一定律关系。我们的方法提供了一个场论推导和推广最近的结果全息技术。然而，我们注意到我们的领域理论推导的结果与非均匀能量密度的激发态的纠缠熵和当前的全息结果在文献中的差异。最后，我们给出了任意维激发态的纠缠熵所服从的约束方程组的CFT推导。以前，这些方程是在全息术的背景下推导出来的。
2013-08-27 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Witnessing eigenstates for quantum simulation of Hamiltonian spectra
哈密尔顿谱的有效计算是一个在经典机器上难以解决的问题，它可以在从物理到化学的许多领域中找到应用。在这里，我们介绍了“本征态证人”的概念，并通过它提供了一个新的量子方法，结合变分法和相位估计近似的基态和激发态的本征值。该协议在可编程硅量子光子芯片上进行了实验验证，该芯片是一个可大规模制造的平台，它嵌入了纠缠态生成，任意控制幺正操作和投影测量。实验上发现基态和激发态的量子效率均大于99%，其本征值的估计精度为32位。我们还调查和讨论了该方法的可扩展性，并通过对更复杂的汉密尔顿算子进行数值模拟来研究其性能。这一结果显示了量子计算机在量子化学方面取得的可喜进展。
2018-01-15 quant-ph
Excited-state quantum phase transitions in a two-fluid Lipkin model
背景资料：在基态量子相变（QPT）的框架下，组合系统已经引起了人们极大的兴趣，并且它们的许多性质已经得到了详细的研究。然而，在这些系统中，所谓的激发态量子相变（ESQPT）的研究并没有得到如此多的关注。目的：对双流体Lipkin模型中的ESQPT进行量子分析。研究是通过选定的值的控制参数，以覆盖系统相图的最有趣的区域的哈密顿对角化。[方法]对相互作用玻色子模型（IBM）的相容Q哈密顿量进行对角化，并分析其态密度、Peres晶格、最近邻间距分布和参与比等性质。结果：概述了两流体Lipkin模型的相图中选定的位置的频谱。激发态量子相变的位置可以很容易地用Peres晶格、最近邻间距分布、庞加莱截面或参与比来确定。结论：本研究完成了对双流体Lipkin模型的量子点的分析，将以前的研究扩展到了激发态。组合系统中的ESQPT签名的行为与单个系统中的行为相同，尽管它们存在的证据有时会变得模糊。Peres晶格是研究ESQPT位置和定义激发态中相位概念的方便工具。
2017-05-08 nucl-th quant-ph
Feedback-Based Quantum Algorithm for Excited States Calculation
Aalborg University（奥尔堡大学）；Kadir Has University（卡迪尔哈斯大学）
本文提出了一种基于反馈的量子算法，用于计算哈密顿量的本征态，结合了分层电路构造与新反馈律，并通过示例和量子化学应用验证其有效性。
2026-01-19 quant-ph
Machine Learning Quantum States -- Extensions to Fermion-Boson Coupled Systems and Excited-State Calculations
为了分析量子多体哈密顿，最近，机器学习技术已经被证明是非常有用和强大的。然而，这种机器学习求解器的适用性仍然有限。在这里，我们提出的方案，使之有可能应用机器学习技术来分析费米子-玻色子耦合哈密顿量和计算激发态。至于推广到费米子-玻色子耦合系统，我们研究了作为费米子-玻色子耦合哈密顿量代表的Holstein模型。我们表明，机器学习求解器实现了高度准确的基态能量，与变分蒙特卡罗方法相比，大大提高了精度。对于激发态的计算，我们提出了与K. Choo等人，物理修订版信函121（2018）167204.我们详细讨论了这两种方法的差异，并使用一维$S=1/2$海森堡链比较了两种方法的精度。我们还显示了基准的挫折二维$S=1/2$ $J_1$ - $J_2$海森堡模型，并显示出良好的协议所获得的结果的精确对角化。这里展示的扩展打开了一种使用机器学习技术分析一般量子多体问题的方法。
2020-04-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el quant-ph
Analysis of the shortest vector problems with the quantum annealing to search the excited states
最短向量问题是格问题之一，是格密码学的数学基础，格密码学有望成为后量子密码学。SVP可以被映射到伊辛问题上，伊辛问题原则上可以通过量子退火（QA）来解决。然而，使用QA求解SVP的一个问题是SVP的解对应于问题哈密顿量的第一激发态。因此，搜索基态的QA不能提供具有高概率的解。在本文中，我们建议采用激发状态搜索的QA解决最短向量的问题。我们数值计算表明，激发态搜索提供了一个解决方案，具有更高的概率比基态搜索。
2022-09-08 quant-ph
Weighted Feedback-Based Quantum Algorithm for Excited States Calculation
本文提出一种加权反馈式量子算法，扩展反馈式方法以计算哈密顿量的激发态，通过设计权重和反馈律可制备第p个激发态或低能态，并在量子化学数值模拟中验证其有效性。
2024-07-21 quant-ph
Variational Quantum Computation of Excited States
电子结构哈密顿量激发态能量的计算有许多重要的应用，如光谱和反应速率的计算。虽然低深度量子算法，如变分量子本征值求解器（VQE），已被用来确定基态能量，计算激发态的方法目前涉及高深度控制幺正或大量的额外的样本的实施。在这里，我们展示了如何重叠估计可以用来紧缩本征态，一旦他们被发现，使激发态能量和它们的简并计算。我们提出了一种实现方式，它需要与VQE相同数量的量子位，并且最多是电路深度的两倍。我们的方法对控制错误是鲁棒的，与错误缓解策略兼容，并且可以在近期量子计算机上实现。
2019-06-28 quant-ph
Excited-State Quantum Phase Transitions in the Anharmonic Lipkin-Meshkov-Glick Model I: Static Aspects
基本的Lipkin-Meshkov-Glick模型显示了一个二阶基态量子相变和一个激发态量子相变（ESQPT）。在哈密顿量中包含一个非调和项意味着另一个不同性质的ESQPT。我们使用该模型的平均场极限来表征ESQPT。新的ESQPT与系统有限Hilbert空间边界的变化有关，可以用基态量子相变的序参量、相邻态之间的能隙、参与比和量子保真度磁化率来描述.
2022-07-12 quant-ph
Engineering Dresselhaus spin-orbit coupling for cold atoms in a double tripod configuration
研究了激光耦合三个内能级到一对激发态的双三角拓扑结构冷原子系统中的激光诱导自旋轨道耦合。激光振幅和相位的适当选择产生具有双简并基态的哈密顿量，所述双简并基态通过由原子-光耦合的拉比频率确定的间隙与剩余的“激发”本征态分离。在用Born-Oppenheimer近似消除激发态后，剩余两个态的哈密顿量包含Dresselhaus（或等价Rashba）SO耦合。与先前的提议不同，这里的SO耦合态是两个能量最低的“修饰”自旋态，因此不受碰撞弛豫的影响。最后，我们讨论了我们的系统的具体实施，使用不同的超精细态之间的拉曼跃迁的电子基态流形的核自旋I = 3/2碱原子。
2011-09-26 quant-ph
Multivariate Quantum Signal Processing
Google Quantum AI（谷歌量子人工智能）
本文提出多变量量子信号处理框架，利用多端口IIR滤波器解析结构设计量子查询算法，改进多预言机问题的查询复杂度，并应用于哈密顿模拟、线性系统、基态制备等任务。
2026-10-02 quant-ph
Excited-State Quantum Phase Transitions in the Anharmonic Lipkin-Meshkov-Glick Model: Dynamical Aspects
本文研究了非谐 LMG 模型中新产生的激发态量子相变(ESQPT)的动力学影响，通过量子淬火协议分析存活概率、局部态密度、Loschmidt 回波和 OTOC 的演化，发现其动力学后果与标准模型中的 ESQPT 相似。
2023-06-02 quant-ph
