Experimental protection against evolution of states in a subspace via a super-Zeno scheme on an NMR quantum information processor
在核磁共振量子信息处理器上，我们实验证明了量子态在一维和二维两个量子比特子空间中的冻结演化。状态演化被冻结，并且使用超级芝诺序列成功地防止了状态从其子空间泄漏到正交子空间，超级芝诺序列包括一组由预先选择的时间间隔间断的反相射频（rf）脉冲。我们证明了该方案的有效性，通过保留不同类型的状态，包括可分离和最大纠缠态的一维和二维子空间的两个量子比特。通过在几个时间点进行全状态层析成像来跟踪实验密度矩阵的变化。我们使用的保真度措施的一维情况下和泄漏（分数）到正交子空间的二维情况下，作为定性指标，估计相似的密度矩阵在稍后的时间，最初准备的密度矩阵。对于纠缠态的情况，我们另外计算了一个纠缠参数来表示在不同时刻纠缠的存在。我们的实验表明，super-Zeno计划是能够成功地限制状态演化的一维或二维子空间被保护。
2014-11-26 quant-ph
Energy preserving evolutions over Bosonic systems
本文研究连续变量系统中具不变子空间的量子动力学半群的扰动，证明生成定理并确立可允许子空间基础，还将框架应用于推导能量约束容量连续性界及提供量子奥恩斯坦-乌伦贝克半群等的定量扰动界。
2024-12-02 math-ph math.MP quant-ph
Subspace-selective unitary manipulation based on the Hilbert-space symmetric structures in the multiple-quantum operator algebra spaces in the quantum-computing speedup theory
本文通过研究多量子算子代数空间与希尔伯特空间对称结构的关系，提出子空间选择性酉操作，以利用量子计算加速资源加速量子计算与模拟。
2026-06-03 cond-mat.dis-nn hep-th physics.comp-ph
TIMES-ADAPT: A Quantum algorithm for real-time evolution in low-energy subspaces using fixed-depth circuits
Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）
TIMES-ADAPT是一种利用固定深度电路在低能子空间中进行实时演化的量子算法，适用于波包演化和自旋系统中的能量传输。
2026-03-02 quant-ph
On model reduction for quantum dynamics: symmetries and invariant subspaces
量子动力学模拟是计算物理面临的重大挑战。在这项工作中，我们研究的方法，减少这种模拟的需求，通过确定降阶模型的动力学参数化量子哈密顿。特别是，我们首先制定了一个代数条件，证明存在不变的子空间的参数化的哈密顿量和初始状态定义的模型。在此之后，我们开发和分析两种方法来显式地构建降阶模型，如果存在的话。除了一般的结果表征任意有限维哈密顿不变子空间，通过利用广义泡利群的性质，我们开发实用的工具，以加快模拟某些自旋哈密顿所产生的动力学。为了说明开发的方法，我们将其应用到几个范例自旋模型。
2014-12-12 math-ph math.MP quant-ph
Evolution speed of open quantum dynamics
将密度矩阵空间嵌入欧氏空间，推导出开放量子系统的态满足的动力学方程。欧几里德范数用于获得状态演化速度的显式表达式。的酉贡献的演化速度是由修改后的倾斜信息的哈密顿量，而径向分量的演化速度，连接到纯度的状态变化的速率，示出由修改后的倾斜信息的Lindblad运营商确定。一个开放系统模拟的量子导航问题，提出了一个微扰分析，以确定的变化量的速度。进一步通过示例系统检查演化速度的属性，表明演化速度不需要是时间的递减函数。
2019-06-11 math-ph math.MP quant-ph
The structures of state space concerning Quantum Dynamical Semigroups
有限维希尔伯特空间上描述开放量子系统时间演化的每个半群都与这个空间的一种特殊结构有关。它示出了如何空间可以被分解成子空间：一个是与衰变，正交子空间支持的驻定态。强调了分析实际上需要进化的完全积极性的特殊性，主要是为了一致性的进化。离散时间的演化和连续时间的演化的分解是一样的，但是演化可能会表现出差异，只有离散半群可能会出现突然衰减和永久振荡的情况。最后的分析，我们确定的状态空间结构的衰变，消相干，耗散和失相的过程的关系。
2011-11-21 math-ph math.MP quant-ph
Geometry and speed of evolution for a spin-s system with long-range zz-type Ising interaction
我们研究了由长程z z-型伊辛相互作用描述的自旋-s系统的演化。得到了由此演化定义的量子态流形的Fubini-Study度规。我们探索这个流形的拓扑结构，并表明它对应于一个球体。探索黎曼曲率使我们能够确定流形几何。同时计算了系统的演化速度，并用此速度表示曲率。这对于曲率的实验测量是重要的。得到了进化速度达到最小值和最大值的条件。我们还研究了热力学极限下自旋系统的态流形几何和演化速度。我们提出了甲烷分子的物理体系作为我们考虑的应用。最后，我们研究了外加磁场对状态流形的度规和演化速度的影响。在这种情况下，我们获得了实现最小可能进化速度的条件。对于一些预定义的初始状态的方向的磁场达到最小和最大值的速度被发现。
2019-03-29 math-ph math.MP quant-ph
Exponential Stability of Subspaces for Quantum Stochastic Master Equations
该研究针对连续监测系统的量子随机动力学，证明子空间几乎必然不变/渐近稳定与平均演化下的对应性质等价，给出平均演化Lyapunov函数与半群指数界，并发现计入测量可提升随机稳定速率。
2017-01-17 math-ph math.MP math.PR
Quantum brachistochrone problem for two spins-1/2 with anisotropic Heisenberg interaction
本文研究了由各向异性海森堡哈密顿量描述的双自旋系统- $\frac{1}{2}$的量子速降线演化，其中没有$zx$，$zy$相互作用耦合在沿z轴的磁场中。该哈密顿量分别在由$\|\uparrow\uparrow\rangle$，$\|\downarrow\downarrow\rangle$和$\|\uparrow\downarrow\rangle$，$\|\downarrow\uparrow\rangle$构成的两个子空间中实现量子演化，并允许分别考虑每个子空间上的最速线问题.利用该哈密顿量的演化算符，我们生成了量子门，即纠缠门、SWAP门、iSWAP门等。
2013-04-04 math-ph math.MP quant-ph
Loschmidt echo approach to Krylov-subspace approximation error estimation
Krylov子空间方法是近似量子演化的标准方法，允许处理具有大希尔伯特空间的系统。虽然它的应用是普遍的，并适用于多体系统，估计承诺的错误。这使得它的使用很难自动化。在本文中，我们解决了这个问题，实现这样的错误可以被看作是紧束缚哈密顿量的Loschirst回声。我们表明，近似的不同时间状态可以使用简单的物理思想来理解。更重要的是，我们获得计算成本低的误差范围，高精度的近似描述的实际误差。
2021-07-20 math-ph math.MP quant-ph
Quantum Zeno effect and dynamics
如果频繁的测量确定一个量子系统是否仍然在给定的子空间中，它仍然在那个子空间中，量子芝诺效应发生。在投影子空间内的有限时间演化被称为量子芝诺动力学。这一现象与将时间演化群与正交投影交织得到的乘积公式的极限有关。通过引入一个新的乘积公式，我们将给出有限秩投影的量子芝诺效应的表征，在投影范围内的哈密顿量的光谱衰减性质。此外，我们还将描述其限制量子芝诺动力学和展示其（不一定是下界）的生成元作为一个广义平均值哈密顿。
2009-11-11 math-ph math.MP quant-ph
Quantum Zeno dynamics: mathematical and physical aspects
如果频繁的测量确定量子系统是否仍处于初始状态，则到其他状态的跃迁会受到阻碍，量子芝诺效应就会发生。然而，在更广泛的表述中，量子芝诺效应并不一定会冻结一切。相反，对于多维子空间上的频繁投影，系统可以从其初始状态进化，尽管它仍然在由测量定义的子空间中。在投影的“量子芝诺子空间”中持续的时间演化被称为“量子芝诺动力学“：例如，如果测量确定量子粒子是否在给定的空间区域中，则演化是幺正的，芝诺动力学的生成元是具有硬壁（Dirichlet）边界条件的哈密顿量。我们讨论的物理和数学方面的这种演变，突出开放的数学问题。然后，我们分析了一些替代策略，以获得芝诺动力学，并表明它们是物理等效的。
2009-03-19 math-ph math.MP quant-ph
Faster quantum computation with permutations and resonant couplings
最近，人们对设计量子计算方案的兴趣越来越大，这些方案对错误具有鲁棒性。虽然相当多的研究已经致力于开发量子纠错方案，但很少关注优化执行量子计算所需的速度和开发作用于无退相干子空间的计算模型。加快量子计算的速度很重要，因为可能会产生更少的错误。将量子信息编码在无消相干的子空间中也很重要，因为错误将被固有地抑制。在本文中，我们考虑量子计算中的消相干自由子空间，并优化其速度。为了实现这一点，我们通过简单地置换底层量子位来执行某些单量子位量子计算。结合交换相互作用或伊辛相互作用和其他共振耦合，我们提出了一种新的量子计算方案，可能会提高量子计算的速度。
2019-07-08 quant-ph
PT symmetry and the evolution speed in open quantum systems
具有平衡增益和损耗的开放量子系统的动力学不是由PT对称哈密顿量描述，而是由Lindblad算符描述。然而，在Lindbladean动力学中可以观察到PT对称性破缺和例外点的影响。本文简要回顾了PT对称性在量子力学中的发展，以及开放量子系统中PT对称性破缺的态演化速度行为的表征。
2021-05-20 math-ph math.MP quant-ph
Krylov Subspace Methods for Quantum Dynamics with Time-Dependent Generators
本文提出Krylov子空间方法对时间相关哈密顿量驱动量子系统的推广，将演化映射为扩散问题，建立量子速度与算子增长的新极限，并扩展到离散时间与周期情形。
2025-01-23 cond-mat.other cond-mat.stat-mech quant-ph
Subspace-Search Quantum Imaginary Time Evolution for Excited State Computations
University of Connecticut（康涅狄格大学）；Yale University（耶鲁大学）
针对激发态量子计算缺乏高效算法的问题，提出整合SSVQE和VarQITE关键元素的SSQITE方法，经基准系统验证其有效性及避免局部极小值的鲁棒性，有望推动激发态量子计算发展。
2024-09-18 quant-ph
Zeroth law of thermodynamics for thermalized open quantum systems having integrals of motion
研究了以Lindblad超算子为生成元的动力学半群所描述的开放量子系统的演化。该发生器可以具有被称为运动常数（COM）的具有单位本征值的本征函数。一个开放量子系统有唯一的定态当且仅当它没有COM。具有多个定态的系统具有COM的基;系统的任何COM是基本COM的线性组合。基将系统状态空间划分为子空间。每个子空间都有自己的定态，系统的任何定态都是这些状态的线性组合。通常，既不知道COM的基础，也不知道COM的数量。我们证明，找到系统的稳态不需要寻找的COM。相反，可以构造一组不变子空间。如果系统的演化从这些子空间中的一个开始，系统将保持在其中，到达一个与其他子空间中的演化无关的稳态。我们提出了一个直接的方法来寻找不变子空间的研究系统的发展。我们证明了不变子空间和由COM基生成的子空间的集合是等价的。系统的稳态是每个不变子空间中稳态的加权和;加权因子由系统的初始状态确定。
2018-05-22 quant-ph
Time Evolution of Typical Pure States from a Macroscopic Hilbert Subspace
我们考虑了具有幺正演化纯态$ψ_t\in \mathcal{H}$的宏观量子系统，并假定不同的宏观态对应于$\mathcal{H}$的相互正交的高维子空间$\mathcal{H}_ν$（宏观空间）.令$P_ν$表示到$\mathcal{H}_ν$的投影。我们证明了关于叠加权重$\|P_νψ_t\|^2$的演化的两个事实：首先，给定任何$T>0$，对于来自任何特定宏空间$\mathcal{H}_μ$（可能远离热平衡）的大多数初始状态$ψ_0$，曲线$t\mapsto \|P_νψ_t\|^2$近似相同（即，几乎独立于$ψ_0$）在时间间隔$[0,T]$上。其次，对于来自$\mathcal{H}_μ$的大多数$ψ_0$和大多数$t\in[0,\infty)$，$\|P_νψ_t\|^2$接近于独立于$t$和$ψ_0$两者的值$M_{μν}$。第一个例子是Bartsch、Gemmer和Reimann观察到的动力学典型性现象，第二个例子修改、扩展并在某种程度上简化了冯·诺依曼引入的概念，现在称为正常典型性。
2023-01-16 quant-ph
Subspace Variational Quantum Simulator
The University of Tokyo（东京大学）；Osaka University（大阪大学）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；NTT Corporation（日本电信电话株式会社）
针对NISQ器件无需量子纠错的应用需求，提出子空间变分量子模拟器SVQS，基于SSVQE实现低开销的子空间量子动力学模拟，氢分子实验中达到0.88-0.98的子空间过程保真度。
2023-02-14 quant-ph
Quantum Computing Using an Open System and Projected Subspace
利用开放量子系统的亚动力学动力学方程，给出了在Rigged Liouville空间（RLS）中实现无退相干（DF）量子计算的公式。考虑了三种类型的相互作用，在每种情况下，都评估了总空间和投影子空间中DF行为的稳态和演化状态。投影子空间，发现使用子动力学动力学方程。结果表明，虽然总空间可能是退相干的，但子空间可能是DF的。在投影子空间中，密度算子的演化可能是时间不对称的。为此，提出了在RLS或RHS空间中实现量子计算的公式，并构造了一种在RLS（RHS）空间中实现相应操作的量子控制非逻辑门.讨论了RHS中的广义量子图灵机。关键词：量子计算，子动力学，Rigged Liouvile空间，退相干，开放系统PACS：05.30.- d+85.30+82.20.Db+84.35.+我
2001-09-28 quant-ph
Time-independent counterdiabatic driving for emergent two-level subspaces in many-body systems
Sorbonne Université, CNRS, ENS-Université PSL, Collège de France（索邦大学，法国国家科学研究中心，巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学，法兰西公学院）；University of Liege（列日大学）
研究多体系统中涌现二能级子空间的与时间无关反绝热驱动，利用量子态黎曼流形中测地线运动及相关关系，通过实例说明该方法能在短时间尺度实现单位保真度态制备，还讨论了其在实际多体系统中的局限性。
2026-07-16 quant-ph
Quantum Zeno subspaces and dynamical superselection rules
量子系统的量子芝诺演化发生在全希尔伯特空间的一个固有子空间中。“芝诺子空间”的物理和数学特征取决于测量仪器：当这被包括在量子描述中时，芝诺效应就变成了动力学的一个纯粹的结果，而且值得注意的是，可以用绝热定理和动力学超选择规则来描述。我们看几个例子，并专注于量子计算和消相干自由子空间。
2002-07-04 quant-ph
Geometry and response of Lindbladians
马尔可夫油藏工程是研究物质量子相和量子信息的一种强有力的技术，其中量子系统的时间演化由Lindblad主方程控制。它可以用来驱动量子系统达到所需的（唯一的）稳态，这可能是一种在自然界中难以稳定的物质的奇异相。它也可以用来驱动系统到一个幺正演化的子空间，这个子空间可以用来存储、保护和处理量子信息。在本文中，我们推导出一个公式的映射对应于渐近（无限时间）Lindbladian演化，并使用它来研究几个重要的功能的唯一状态和子空间的情况下。我们量化子空间如何保留有关初始状态的信息，并展示如何使用Lindbladians来模拟任何量子信道。我们证明了所有子空间中的量子信息都可以通过小的哈密顿扰动、跳跃算符扰动或绝热形变成功地操纵。我们提供了一个Lindblad诱导的概念之间的距离的拓扑连接的子空间。我们推导出一个Kubo公式的子空间的线性响应依赖于时间的哈密顿扰动和确定的情况下，这个公式减少到一个基于哈密顿的Kubo公式。作为一个应用程序，我们表明，（带隙系统）的零频率霍尔电导率是不受许多类型的马尔可夫耗散。最后，我们表明，从哈密顿/跳跃算子扰动或修正绝热演化的子空间泄漏的能量尺度，是不同于传统的Lindbladian耗散间隙，在某些情况下，相当于相关哈密顿的激发间隙。
2016-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech math-ph
Exact and Tunable Quantum Krylov Subspaces via Unitary Decomposition
University of North Dakota（北达科他大学）
通过幺正分解实现精确且可调的量子Krylov子空间，提升量子模拟的鲁棒性和准确性。
2026-03-06 cond-mat.str-el physics.chem-ph quant-ph
Quasi-holonomy in non-adiabatic quantum evolution
Uppsala University（乌普萨拉大学）；Universität Siegen（锡根大学）
研究非绝热量子时间演化中沿复格拉斯曼流形回路子空间的准全纯性，通过分解薛定谔演化，获依赖动力学传播子的有效几何生成元，探讨多种分解方式及相关问题。
2026-09-04 quant-ph
Speed limits of two-qubit gates with qudits
本研究拓展计算空间至量子比特子空间外，推导了两量子多体实现两量子比特门的速度极限理论边界，提出实验可行的超导transmon方案及机器学习辅助的最优控制算法，为门提速开辟新途径。
2023-12-14 quant-ph
Symmetry and decoherence-free subspaces in quantum neural networks
通过数值求解冯·诺依曼方程，分析了量子点阵列的量子态演化。对于具有偶极-偶极相互作用和共声子浴的双量子比特系统，对称态$\frac{\uparrow\downarrow+\downarrow\uparrow}{\sqrt{2}}$的演化导致三重态的混合，使单重态解耦。对于具有共同声子浴的三量子比特系统（$D_{1/2}^{\otimes3}=D_{3/2}+2D_{1/2}$），如果所有量子比特对称连接，我们在四重态$D_{3/2}$中观察到类似的效应。
2018-02-15 quant-ph
Expedited Holonomic Quantum Computation in Decoherence-Free Subspace
完整量子计算（HQC）在量子加速方面可能没有充分发挥其潜力，这是由于绝热条件要求长的相干运行时间。在这里，我们表明，传统的HQC可以显着加速通过使用外部控制字段，其有效性是完全由控制字段在时域中的积分确定。值得注意的是，这种控制方案可以实现净零能量成本，它是容错的波动和噪声，显着放宽了实验的限制。我们演示了如何实现该计划通过消相干自由子空间。通过这种方式，我们统一了这种容错控制方案，传统的HQC和消相干自由子空间的量子鲁棒性的优点，并提出了一个{ \em expedited}完整量子计算协议。
2016-06-27 quant-ph
Nonadiabatic geometric quantum computation in decoherence-free subspaces based on unconventional geometric phases
无退相干子空间中的非绝热几何量子计算由于其快速实现和对控制误差和退相干的鲁棒性等优点而受到越来越多的关注。然而，在这个方向上的所有以前的计划都是基于传统的几何相位，其中的动力学相位需要被删除。本文提出了一种基于非常规几何相位的无消相干子空间非绝热几何量子计算方案，该方案不需要去除非常规几何相位中的动力学相位。具体地说，通过使用三个物理量子比特进行集体移相编码一个逻辑量子比特，我们实现了一个通用的几何门的集合，非几何和非常规。我们的方案不仅保持了无消相干子空间中非绝热几何量子计算的所有优点，而且避免了传统方案中取消动力学相位所需的额外操作.
2016-12-27 quant-ph
Single-shot realization of nonadiabatic holonomic quantum gates in decoherence-free subspaces
无退相干子空间中的非绝热完整量子计算近年来引起了越来越多的关注，因为它允许高速实现，并且结合了完整门的鲁棒性和无退相干子空间的相干稳定性。自从第一个在无退相干子空间中进行非绝热完整量子计算的协议提出以来，人们提出了许多物理实现方案。然而，所有以前的方案都需要两个非对易门来实现任意一个量子比特门，这使得门暴露于错误源的时间以及资源消耗加倍。在本文中，我们提出了一个替代协议的非绝热完整量子计算中的消相干自由子空间，在消相干自由子空间中的任意一个量子比特门是通过一个单一的拍摄实现。该方案不仅保持了原方案的优点，而且避免了将两个量子门组合起来实现任意一个量子比特门的额外工作，从而减少了暴露于各种误差源的时间。
2017-06-09 quant-ph
Quantum subspace alignment for domain adaptation
Institute of Fundamental and Frontier Sciences, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学基础与前沿研究院）
域自适应（DA）用于自适应地获得具有给定相关但不同标记的数据集的未处理数据集的标签。子空间对齐（SA）是一种典型的DA算法，它试图找到一个线性变换来对齐两个不同数据集的子空间。在对齐的标记数据集上训练的分类器可以被转移到未标记的数据集以预测目标标签。在本文中，两个量子版本的SA被提出来实现量子设备上的DA过程。一种方法，量子子空间对齐算法（QSA），在给定的样本的数量和维度上实现了二次加速。另一种方法，变分量子子空间排列算法（VQSA），可以通过变分混合量子经典过程在近期量子器件上实现。在不同类型数据集上的数值实验结果表明，与相应的经典算法相比，VQSA具有较好的性能。
2020-06-29 cs.LG quant-ph
Effective Hamiltonian theory of the geometric evolution of quantum systems
在这项工作中，我们提出了一个有效的哈密顿描述的量子动力学的广义λ系统进行绝热演化。我们假设系统在暗子空间中初始化，并证明了在适当选择的扩展Hilbert空间中，它的完整演化可以被看作是一个传统的Hamilton动力学。与现有方法相比，我们的方法不需要计算非阿贝尔Berry连接，并且可以在不对暗子空间进行任何参数化的情况下应用，这随着系统规模的增加而成为一个具有挑战性的问题。
2019-03-13 quant-ph
Dark Subspaces and Invariant Measures of Quantum Trajectories
Université Paul Sabatier（图卢兹第三大学）；Jagiellonian University（雅盖隆大学）
本文研究了量子轨迹的不变测度，通过分析暗子空间上的马尔可夫过程并利用等距族最小性概念，建立了量子轨迹不变测度与遍历测度的完整分类。
2026-10-16 math-ph math.MP math.PR
Geometric quantum computation using fictitious spin- 1/2 subspaces of strongly dipolar coupled nuclear spins
几何相位已被用于NMR中，以实现用于量子信息处理的受控相移门，仅在弱耦合系统中，其中各个自旋可以被识别为量子比特。在这项工作中，我们实现了强耦合系统中的控制相移门，通过使用非绝热几何相位，通过发展虚构的自旋1/2子空间的磁化，在封闭的循环布洛赫球。通过自旋回波脉冲序列和通过设置跃迁选择脉冲的延迟来重新聚焦在子空间的演化期间累积的动力学相位，使得在均质耦合下的演化产生完整的$2π$旋转。本文用单跃迁算符对核磁共振中的非绝热几何相位作了详细的理论解释。在液晶介质中定向分子得到的各种强偶极耦合系统中实现了受控相移门、双量子比特Deutsch-Jozsa算法和量子比特-量子比特系统中的奇偶校验算法。
2006-07-02 quant-ph
Quantum computation with prethreshold superconducting qubits: Single-excitation subspace approach
我们描述了一种量子计算的替代方法，该方法非常适合于当今的亚阈值保真度量子比特，并且可以应用于包括具有可调耦合的超导量子比特的一系列硬件模型。在这种方法中，在全2^n维希尔伯特空间的n维单激发子空间（SES）中执行n量子比特处理器上的计算。因为任何实哈密顿量都可以直接在SES [E. J. Pritchett等人，arXiv：1008.0701]，可以在单个步骤中执行高维酉操作，从而绕过分解成单量子位和双量子位门的需要。虽然在技术上不可扩展，不适合需要巨大希尔伯特空间的应用（包括Shor的），但这种方法将使第一代量子计算机能够实现显着的量子加速。
2011-03-15 quant-ph
Hamiltonian simulation in the low-energy subspace
研究了当初态支撑在哈密顿量$H$的低能子空间上时自旋系统动力学的模拟问题。这是物理学中的一个核心问题，在多体系统及其他领域有着广泛的应用，有趣的物理学发生在低能领域。我们分析了近似演化算子的乘积公式引起的误差界，并表明这些界依赖于$H$的有效低能范数。我们发现改进的产品公式，适用于一般情况下的最好的以前的复杂性，这些改进是更显着的长期演化时间的规模与系统的大小和/或小的近似误差。为了获得这些改进，我们证明了指数衰减的上界泄漏到高能量的子空间，由于产品的公式。我们的研究结果提供了一个路径，在低能量的哈密顿模拟，这将需要推动量子模拟更接近现实的系统研究。
2021-09-09 quant-ph
Quantum Algorithm for Computing Distances Between Subspaces
针对计算不同子空间距离的计算难题，提出一种量子算法以估计Grassmann距离和椭球距离，在适当条件下实现相对于数据维度和数据点数量的指数级加速。
2024-04-30 quant-ph
Quantum evolution speed in the finite-temperature bosonic environment
我们研究了两种有限温度环境中量子比特的量子演化速度。第一种环境是具有类欧姆谱的玻色子浴。研究发现，在弱耦合区，高温不仅导致量子演化的加速过程，而且导致量子演化的减速过程，这与强耦合区只表现出加速过程的情况不同;在强耦合区和弱耦合区，溶液欧姆性参数对量子演化速度的影响也不同.此外，我们还利用bang-bang脉冲实现了量子演化速度的可控和稳定。对于第二类非线性浴，我们采用超越Born-Markov近似的分层运动方程方法研究了量子比特的量子演化速度。结果表明，量子演化速度在弱耦合和强耦合区域的表现也是不同的。特别地，在强耦合区域中，量子演化速度可以通过温度的升高而减慢，这是一种反常现象，与量子演化速度总是随温度而增加的普遍认识相反。
2018-05-06 quant-ph
Engineering tunable decoherence-free subspaces with collective atom-cavity interactions
提出在耗散原子-腔系统中利用三能级原子和可调外部驱动激光器，将系统转移至高度简并的多维含时无消相干子空间以制备高度纠缠纯态，并开发绝热捷径实现比标准方法更高纯度与保真度的演化。
2025-04-04 quant-ph
Identification of Decoherence-Free Subspaces Without Quantum Process Tomography
表征量子过程是将这种过程应用于量子信息协议的关键第一步。众所周知，完整的过程表征是非常资源密集型的，这促使人们寻找更有效的方法来提取有关过程的重要信息。一个例子是识别“无退相干子空间”，其中可以进行计算或通信，不受系统中退相干的主要来源的影响。在这里，我们提出并证明了一个协议，使人们能够直接识别DFS，而无需进行全面的重建。我们的协议提供了一个高达二次加速标准过程层析成像。在本文中，我们通过实验确定了一个两量子比特过程的DFS与32个测量，而不是通常的256，描述了协议的鲁棒性和效率，并讨论了其扩展到高维系统。
2012-07-31 quant-ph
Quantum subspace expansion algorithm for Green's functions
我们提出了一个算法来计算格林函数的量子计算机上的相互作用的电子系统，这是一个具有挑战性的任务，在传统的计算机。它使用基于Lanczos方法的连分数表示，其中波函数被扩展为量子子空间内的基态的线性组合。虽然在传统计算机上，计算的成本随着系统大小呈指数增长，将该方法限制在小系统上，但通过在量子计算机上表示基态，可以克服这种指数缩放障碍。我们提出了一个两级多重网格Trotter时间演化的量子线路，它利用了对Trotter错误的子空间扩展的鲁棒性的基础状态的有效准备。利用量子模拟器，我们演示了无限配位的Bethe晶格上的哈伯德模型的算法，并将其映射到动力学平均场论中的16量子比特Anderson杂质模型.我们的算法计算格林函数准确地为金属和莫特绝缘制度，与电路深度几个数量级以下已提出使用时间演化。两级多重网格时间演化减少了计算格林函数所需的Trotter步骤的数量，约为4至6。因此，我们期望该方法可以用于近期的量子计算机，用于中等系统大小，同时允许在未来的容错量子计算机上扩展到更大的电路深度和量子比特数。
2022-12-06 quant-ph
Quantum adiabatic evolution with energy-degeneracy levels
针对简并能级上量子绝热演化过程中与Wilczek-Zee定理预言的微小内禀动力学偏差，提出了一种经典类相空间形式.在这种形式中，希尔伯特空间和简并本征态的集合分别成为经典类相空间和相空间中的高维子空间。与以前用不同方法得到的结果相比，本文的结果有质的不同，即本文所得到的一阶偏差总是垂直于简并子空间。采用具有两个简并暗态的三脚架方案哈密顿量来说明简并能级的绝热偏差。
2015-10-29 quant-ph
Subspace preserving completely positive maps
引入并研究了一类量子信道和完全正映射。这些，我们称之为子空间保持（SP）CPM，在轨迹保持CPM的情况下，一个简单的解释为那些保持概率权重的量子系统的希尔伯特空间的给定正交和分解。证明了SP CPM的几个等价刻画，并给出了所有SP CPM的一个显式构造。对于SP信道的一个子类，提出了一种基于联合酉进化的辅助系统的结构。
2003-12-16 quant-ph
Entanglement and the Speed of Evolution in Mixed States
纠缠加速了纯二体自旋态的演化，与时间能量的不确定性一致。然而，如果状态是混合的，则不一定是这种情况。我们提供了一个相反的例子，并指出其他因素影响混合态的演化，包括经典的相关性和熵。
2008-06-16 quant-ph
Elementary proof of the bound on the speed of quantum evolution
给出了“正交化时间”界的一个初等证明。
2006-01-12 quant-ph
Time Dependent Variational Principle with Ancillary Krylov Subspace
本文提出了一种改进的方案，用于计算具有长程相互作用的二维或一维系统在有限矩阵乘积态（MPS）中的含时变分原理（TDVP）。我们提出了一种方法来表示MPS中的时间演化状态，其基础通过全局Krylov向量的状态平均来丰富。我们表明，投影误差显着减少，即使使用更大的时间步长，仍然可以获得精确的时间演化。结合一个网站TDVP，我们的方法提供了一种方法来动态地增加键的尺寸，同时仍然保持实时演化的幺正性。我们的方法可以更准确，表现出更慢的键尺寸增长比传统的两个网站TDVP。
2020-09-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Zeno effect, adiabaticity and dynamical superselection rules
量子系统的演化经历非常频繁的测量发生在整个希尔伯特空间的一个适当的子空间（量子芝诺效应）。当测量仪器被包括在量子描述中时，芝诺效应就变成了动力学的纯粹结果。我们表明，连续测量过程的量子芝诺演化来自绝热定理。系统被迫在全希尔伯特空间的一组正交子空间中演化，并产生了一个动态超选择规则。这种演变的动力学性质进行了研究，并考虑了几个例子。
2002-02-28 quant-ph
Comment on "Connection between entanglement and the speed of quantum evolution"
Batle等人[Phys.Rev.A { \bf 72}，032337（2005）]和Borrás等人[Phys.Rev.A { \bf 74}，022326（2006）]研究了某些低维二分量子态的纠缠与量子演化速度之间的联系。然而，他们的研究并没有涵盖所有可能的情况。对于这些未发现的情况，纠缠与最大可能量子演化速度之间的关系可能与他们所研究的情况非常不同。
2010-11-16 quant-ph
Subspace-Based Local Compilation of Variational Quantum Circuits for Large-Scale Quantum Many-Body Simulation
本文提出混合量子-经典算法LSVQC，基于局部子空间变分优化编译时间演化算子，在保持精度的同时将线路深度减少95%，降低了近期量子计算的资源需求。
2024-07-19 cond-mat.str-el quant-ph
On Hamiltonians Generating Optimal-Speed Evolutions
我们提出了一个简单的推导公式的哈密顿算子（S），实现最快的可能的幺正演化之间给定的初始和最终状态。我们讨论了如何在伪厄米量子力学中修改这个公式，并提供了最一般的最优速度准厄米哈密顿量的显式表达式。我们的方法允许明确描述的度量（内积）的旅行时间和普遍性（度量独立）的上界上的速度上的统一的演变的下界的依赖。
2009-02-10 quant-ph
The effect of Homodyne-based feedback control on quantum speed limit time
系统从初始状态到目标状态所需的最小时间被定义为量子速度极限时间。量子速度限制时间可以用于量化量子系统演化的最大速度。量子速度极限时间与量子系统的演化速度成反比。也就是说，更短的量子速度极限时间意味着更高的量子演化速度。本文研究了基于Homodyne反馈控制下二能级原子的量子速度极限时间。结果表明，随着反馈系数的增大，量子速度极限时间减小。因此，基于同程的反馈控制可以加速量子系统的演化。
2020-01-21 quant-ph
Phase covariant channel: Quantum speed limit of evolution
研究了相位协变映射的量子演化速度。这涉及吸收、发射和退相过程。我们考虑上述过程的各种组合下的映射，以研究相位协变映射对量子速度极限时间的影响。对于无吸收的相位协变映射，考虑耗散和CP-（在）可分（非）马尔可夫移相噪声的组合。在真空和有限温度效应的存在下，检查相干混合平衡对速度限制时间的作用。我们还研究了Holevo信息变化的速率和相位协变映射的特定情况下的行动量子演化速度。
2022-12-04 quant-ph
Evolution speed in some coupled-spin models
我们调查的时间演化的一些模型与N自旋和成对耦合，对于大N的情况下，为了比较演化时间与“速度极限”的最小值在文献中得出。无论是在一个（对称）的情况下，每对之间的耦合强度相同，并在对称性破缺的情况下，演变到一个状态，其中最简单的初始状态已经演变成一个几乎正交的状态所需的时间是成比例的1/N，是速度限制的时间。然而，对称性破缺情况下的系数更接近速度极限值。引入一个不同的标准的进化速度，在占领的宏观变化的基础上，我们发现一个相应的增强率在不对称的情况下相比，对称的情况下。
2004-04-07 quant-ph
