Understanding Quantum Imaginary Time Evolution and its Variational form
本文针对可编码于量子哈密顿量的难计算问题，回顾了求解基态的先进算法量子虚时演化（QITE）及其变分版本，还介绍了配套的完整计算机程序。
2025-10-03 quant-ph
Stochastic Approximation of Variational Quantum Imaginary Time Evolution
本文提出一种随机变分量子虚时演化方法，通过资源与精度权衡显著减少运行时间，适用于基态制备，并在27量子比特横场伊辛模型上完成硬件实验验证。
2023-05-11 quant-ph
svPITE: A Python package for the state-vector-based probabilistic imaginary-time evolution algorithm
Institute of Software Technology, German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心软件技术研究所）；Department of Physics, University of Hamburg（汉堡大学物理系）
本文提出了一种基于态矢的概率虚时间演化算法的Python包，该包支持标准的shot-based模拟，并通过专用的包装器与精确对角化进行基准测试，从而实现初始参数的有效调优，促进方法性能的系统探索和优化。
2026-08-18 cond-mat.str-el quant-ph
Measurement-based deterministic imaginary time evolution
本文提出一种基于测量和条件幺正操作的确定性虚时演化方法，通过Suzuki-Trotter分解构造弱测量序列，并修正测量随机性，实现高效且确定性的近似虚时演化，仅在低于能量阈值时收敛。
2023-09-02 quant-ph
Projected Entangled Pair States at Finite Temperature: Imaginary Time Evolution with Ancillas
在虚时间中演化出一个带附加环的投影纠缠对态。该张量网络表示2D晶格量子系统的热状态。作为一个基准应用，得到了二维量子伊辛模型在横向场中的有限温度相图。
2012-11-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Probabilistic imaginary-time evolution in state-vector-based and shot-based simulations and on quantum devices
Institute of Software Technology, German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心软件技术研究所）；Computational Condensed Matter Physics Laboratory, RIKEN Pioneering Research Institute (PRI)（RIKEN先锋研究院凝聚态物理计算实验室）；Quantum Computational Science Research Team, RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（RIKEN量子计算中心量子计算科学研究团队）；Department of Physics, TU Dortmund University（多特蒙德工业大学物理系）；Computational Quantum Matter Research Team, RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（RIKEN涌现物质科学中心量子物质计算科学研究团队）；Computational Materials Science Research Team, RIKEN Center for Computational Science (R-CCS)（RIKEN计算科学中心材料科学计算科学研究团队）
本研究提出概率性虚时间演化算法，用于基于态矢量和光子数的模拟及量子设备，通过海森堡链和伊辛模型验证其有效性并探讨误差缓解潜力。
2025-11-26 cond-mat.str-el quant-ph
Equating quantum imaginary time evolution, Riemannian gradient flows, and stochastic implementations
本文将量子虚时演化等价为酉群上的黎曼梯度流，提出可在量子计算机上高效实现的随机黎曼梯度下降算法，并证明小步长下随机演化集中于虚时演化，为系统冷却提供性能保证。
2025-04-08 quant-ph
Variational ansatz-based quantum simulation of imaginary time evolution
虚时间演化是研究量子系统的有力工具。虽然可以使用经典计算机进行模拟，但时间和内存需求通常随系统大小呈指数级增长。相反，量子计算机可以有效地模拟量子系统，但不能模拟非幺正虚时间演化。提出了一种在混合量子计算机上模拟虚时间演化的变分算法。我们用这个算法来寻找多粒子系统的基态能量，特别是分子氢和氢化锂，找到基态的概率很高。我们的方法也可以应用于一般的优化问题和量子机器学习。由于我们的算法是混合的，适合于错误缓解，并可以利用浅量子线路，它可以实现与当前的量子计算机。
2019-09-16 quant-ph
Probabilistic imaginary-time evolution by using forward and backward real-time evolution with a single ancilla: first-quantized eigensolver of quantum chemistry for ground states
量子计算机上的虚时演化（ITE）是获得量子系统基态的一种很有前途的方法。概率ITE（PITE）算法是其中的一种，它利用测量值来实现非酉运算。我们提出了一种新的PITE方法，它只需要一个辅助量子比特。在实际的近似下，电路是由前向和后向实时演化（RTE）门作为黑盒构建的，由原始的多量子比特哈密顿量生成。因此，目前和将来提出的所有有效的RTE幺正量子算法都可以完全移植到ITE上。我们的方法也可以用来获得有限温度下的吉布斯态和配分函数。我们应用的方法，几个系统作为说明性的例子，看看它的有效性。我们还讨论了我们的方法，量子化学的应用，通过专注于计算成本的缩放，导致一个新的框架表示的第一量子本征解。
2022-08-12 cond-mat.str-el quant-ph
Probabilistic Nonunitary Gate in Imaginary Time Evolution
量子物质的模拟是量子计算机的一个重要应用。与量子计算机上可以自然实现的幺正操作不同，经典方法中广泛使用的非幺正操作的实现需要特殊的设计。本文通过Grover算法的应用，推广了实现非酉运算的概率方法，证明了它能在不降低保真度的情况下提高成功概率。该方法可应用于量子计算机上张量网络的虚时间演化和收缩问题。
2020-09-02 quant-ph
Acceleration of probabilistic imaginary-time evolution method combined with quantum amplitude amplification
提出了一种在量子计算机上获得基态的概率时间演化（PITE）方法。在这种形式主义中，成功获得所有虚时间演化算子作用于初始状态的概率随着虚时间的推移而减小。为了减轻不希望的性质，我们提出了量子线路的PITE结合量子振幅放大（QAA）的方法。通过引入前置放大算子，减小了QAA组合电路的电路深度。我们成功地证明了PITE和QAA的组合有效地工作，并报告了实现量子加速的情况。此外，我们已经发现，通过优化PITE的参数，我们可以减少QAA操作的数量，并且可以实现确定性时间演化（确定性ITE），这避免了PITE的概率性质。我们将确定性ITE过程应用于多个时间步长，并讨论了电路的计算成本。最后，作为一个例子，我们展示了PITE电路结合QAA的第一和第二量子化哈密顿的数值结果。
2022-12-28 quant-ph
A Probabilistic Imaginary Time Evolution Algorithm Based on Non-unitary Quantum Circuit
虚时间演化是量子物理研究中的一个有力工具，但随着量子系统的规模和复杂程度的不断提高，现有的模拟虚时间演化的经典算法面临着很高的计算复杂度。本文提出了一种基于非幺正量子线路实现虚时间演化的概率算法。通过求解H2、LiH分子和量子Ising链等几个量子多体系统的基态能量，证明了该方法的可行性。此外，我们还分别在超导和囚禁离子云平台上进行了实验，以确定H2的基态能量和最稳定的分子结构。我们还分析了算法的成功概率，这是一个多项式的输出误差，并介绍了一种方法，以提高成功概率通过重新安排的哈密尔顿的条款。
2022-10-11 quant-ph
Quantum Imaginary-Time Evolution with Polynomial Resources in Evolution Time
The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））；QudeLeap Research（QudeLeap研究）
研究量子虚时演化，提出用自适应归一化因子保持成功概率的算法，以多项式资源在演化时间逼近目标态，当初始态与基态有合理重叠时在系统规模上也有多项式查询复杂度，还开发相关算法推动量子模拟实际可行性。
2026-07-15 quant-ph
Augmenting Imaginary-Time Evolution with Local Geometric Information
IQM Quantum Computers（IQM量子计算机公司）
提出增强虚时演化（AITE）框架，利用瞬时能量分布的高阶统计结构确定局部最优方向，实现超线性收敛并在有限虚时内精确消除能量误差，优于标准ITE的渐近指数衰减。
2026-10-06 cond-mat.str-el physics.comp-ph quant-ph
Boosted Imaginary Time Evolution of Matrix Product States
本文提出矩阵乘积态的增强虚时间演化方法，通过在TEBD中交替引入反射增强步骤，减少收敛到基态所需的演化步数与计算成本。
2024-05-08 quant-ph
Quantum option pricing using Wick rotated imaginary time evolution
在本文中，我们重新制定的问题的定价期权在量子设置。我们提出的算法包括准备一个初始状态，代表期权价格，然后使用现有的虚时间模拟算法来发展它。这种期权定价方法归结为将初始期权价格映射到一个量子态，然后在Wick的虚时间空间中模拟时间依赖性。我们数值验证我们的算法为欧式期权使用一个特定的虚时间演化算法的概念证明，并显示它如何可以扩展到路径依赖的选项，如亚洲选项。由于所提出的方法使用混合变分算法，因此它必然与近期量子计算机相关。
2021-01-12 q-fin.PR quant-ph
Real- and imaginary-time evolution with compressed quantum circuits
当前这一代嘈杂的中间尺度量子计算机为研究量子多体系统带来了新的机会。在本文中，我们表明，量子线路可以提供一个显着更有效的表示比当前的经典数值下产生的非平衡量子动力学的量子态。对于量子线路，我们使用在近期量子计算机上可行的优化算法来执行实时和非实时演化。我们基准的算法，通过找到的基态和模拟的横向场伊辛模型的纵向场在一个经典的计算机上的全球淬火。此外，我们实现（经典优化）门的量子处理单元，并证明我们的算法有效地捕捉实时演化。
2020-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Quantum imaginary time evolution and UD-MIS problem
Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación, Universidad Nacional de Córdoba（科尔多瓦国立大学数学、天文学、物理与计算学院）；CONICET（阿根廷国家科学研究委员会）
本文利用量子虚时间演化方法解决单位盘最大独立集问题，通过6、8和10个量子比特图实例进行数值模拟，发现该方法失败概率低且随shot数增加而迅速下降，并获得理论上的失败概率上限。
2026-05-01 quant-ph
Hardware-Efficient Ground-State Preparation using Variational Imaginary-Time Majorana Evolution
IQM Quantum Computers GmbH（IQM量子计算机有限公司）；RPTU Kaiserslautern-Landau（莱布尼茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道分校）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
VIME算法结合c-tUPS拟设，通过经典预训练实现资源高效的分子基态制备，在强关联体系中以更少门数达到化学精度。
2026-10-02 physics.chem-ph quant-ph
Equivalence and Divergence of Imaginary-Time Evolution and Gradient Descent for Gaussian Variational States
Institut f\"ur Theoretische Physik, Goethe-Universit\"at, 60438 Frankfurt a.M., Germany
本文在高斯波函数拟设下比较虚时演化与梯度下降，发现二者对费米子系统形式等价，但对玻色子系统梯度下降收敛更快，挑战了完全等价的传统假设。
2025-11-09 cond-mat.other quant-ph
Double-bracket quantum algorithms for quantum imaginary-time evolution
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Fraunhofer Institute FOKUS（弗劳恩霍夫FOKUS研究所）；Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；Keio University（庆应义塾大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
本文提出双括号量子算法用于量子虚时间演化，通过双括号流实现基态近似改进，优于量子相位估计。
2025-07-02 quant-ph
Pauli Propagation for Imaginary-Time Evolution
Universitat de València-CSIC（瓦伦西亚大学-西班牙国家研究委员会）
本文提出虚时间Pauli传播算法，用于直接在Pauli基中近似虚时间动力学，通过基准测试展示了截断在准确性和计算成本间的平衡及算符增长挑战。
2026-08-25 quant-ph
Fast quantum imaginary time evolution
提出了一种量子虚时间演化（QITE）算法的快速实现方法--快速QITE算法. QITE的算法成本通常与它在每个Trotter步骤中作用的粒子数量呈指数级关系。相比之下，快速QITE实现将其减少到仅线性缩放。它示出，这种加速导致一个量子优势时，采样矩阵指数的对角元素，这不能使用标准的QITE算法的实现。最后还讨论了有限温度模拟的快速QITE的实现成本。
2020-09-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Calculation of Gibbs partition function with imaginary time evolution on near-term quantum computers
吉布斯配分函数是描述热力学平衡体系统计性质的一个重要量。有几个建议在近团队量子计算机上计算配分函数。然而，现有的方案需要吉布斯态的许多副本来执行外推以计算配分函数，并且这些在近期的量子计算机上执行可能是昂贵的。在这里，我们提出了一个有效的计划来计算吉布斯函数的虚时间演化。为了计算$N$量子位的吉布斯函数，在我们的方案中只需要$2N$量子位。利用虚时间演化方法制备了不同温度的吉布斯态，并在量子线路上测量了它们之间的重叠，从而计算出吉布斯配分函数。
2021-09-30 quant-ph
Operator-Projected Variational Quantum Imaginary Time Evolution
针对变分量子虚时演化中量子几何张量确定的计算难题，提出算符投影方法，可降低电路深度与测量复杂度，经横场Ising模型仿真验证，相同精度下测量次数提升数个数量级。
2024-09-18 cond-mat.other quant-ph
Solving coupled Non-linear Schrödinger Equations via Quantum Imaginary Time Evolution
针对耦合非线性薛定谔方程，提出量子虚时演化（ITE）算法求解核哈特里-福克方程，在简化Skyrme模型下计算氧-16核基态能量，结果与经典ITE算法一致。
2024-11-28 nucl-th quant-ph
Saturable Quantum Speed Limits for Imaginary-Time Evolution
本文针对非幺正薛定谔方程支配的虚时演化，通过引入基于角距离的代价函数推导出解析且通用的几何量子速度极限下界，并在二能级系统与Grover搜索问题中验证了其有效性。
2025-08-14 quant-ph
Quantum imaginary time evolution steered by reinforcement learning
量子虚时间演化是制备近期量子器件基态和热态的一种有效算法。然而，由Trotterization和局部逼近引起的算法误差严重阻碍了其性能。在这里，我们提出了一种基于深度强化学习的方法来引导进化并减轻这些错误。在我们的方案中，训练有素的代理可以找到微妙的进化路径，大多数算法错误抵消，提高保真度显着。用横场伊辛模型和Sherrington-Kirkpatrick模型验证了该方法的有效性。数值计算和在核磁共振量子计算机上的实验验证了该方法的有效性。我们的方法的哲学，消除错误的错误，揭示了短期量子设备的错误减少。
2022-03-15 quant-ph
Generalising quantum imaginary time evolution to solve linear partial differential equations
本文推广量子虚时演化方法，利用其跟踪状态向量规模的能力，提出一种求解线性偏微分方程的量子数值算法，并通过数值模拟成功求解一维和二维热方程。
2024-05-02 quant-ph
Mixed-State Phase Transitions in Measurement-Dressed Imaginary-Time Evolution
Westlake University（西湖大学）；Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院）；Fudan University（复旦大学）
本研究提出测量驱动虚时间演进框架，揭示混合态相变的临界行为及退相干驱动非平衡相变的新类别。
2026-07-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el physics.comp-ph
Interference Engineering for Quantum Imaginary-Time Evolution through Multiple Energy Shifts
Key Laboratory of Atomic and Subatomic Structure and Quantum Control (Ministry of Education), Guangdong Basic Research Center of Excellence for Structure and Fundamental Interactions of Matter, and School of Physics, South China Normal University（华南师范大学物理学院，原子和亚原子结构及量子控制教育部重点实验室，广东省物质结构和基本相互作用卓越基础研究中心）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, Guangdong-Hong Kong Joint Laboratory of Quantum Matter, and Frontier Research Institute for Physics, South China Normal University（华南师范大学前沿物理研究所，广东-香港量子物质联合实验室，广东省量子工程与量子材料重点实验室）
本文提出多偏移量子虚时演化（MS-QITE），利用能量偏移的分布设计干涉，通过蒙特卡罗和连续变量辅助两种实现方式优化量子虚时演化，在横向场伊辛模型数值验证中展现出降低资源消耗、提升估计稳定性等优势。
2026-08-25 quant-ph
Quantum Imaginary Time Evolution Algorithm for Quantum Field Theories with Continuous Variables
我们使用连续变量版本的量子虚时演化算法计算了格点上相互作用标量量子场论的能级和相应的本征态。在晶格上的每个点处的场的模拟仅需要单个qumode。我们的量子算法避免了使用非高斯量子门，而是依赖于探测器投影到光子数算子的本征态。使用Xanadu的Strawberry Fields模拟器，我们得到的结果与精确计算的结果非常吻合的能级。我们提出了一个实验装置，可以实现与现有技术。
2021-07-02 hep-th quant-ph
Discretized quantum adiabatic process for free fermions and comparison with the imaginary-time evolution
受量子技术最新进展的启发，我们研究了一维自由费米子系统的离散量子绝热过程，参数化的量子线路。波函数是由$M$层的两个基本集的时间演化算子，每个集合被分解成可交换的本地运营商。每个时间演化算子的演化时间被视为变分参数，以最小化能量的期望值。我们表明，通过应用多达四分之一的系统大小的层的时间演化算子达到确切的基态。这是由速度限制设置的最小层数$M_B$，即，Lieb-Robinson束缚，通过局域时间演化算子传播量子纠缠。用$M < M_B$优化的变分波函数的能量$E$和纠缠熵$S$与系统尺寸$L$无关，但属于$M$的某些普适函数.纠缠的发展进一步表现在变分波函数中单粒子轨道的渐进传播。我们还发现，优化的变分参数显示了一个系统的结构，提供了最佳的量子绝热过程中的调度功能。我们还研究了这种变分波函数的时空演化，其中因果关系是由于时空演化算子的非幺正性而不存在的，因此波函数的范数不再守恒。我们发现，收敛到精确的基态是指数快速，尽管系统是在临界点，这表明在量子线路中的非酉时间演化的实施是非常有希望的进一步浅的电路深度。
2021-01-05 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
A New Framework for Quantum Phases in Open Systems: Steady State of Imaginary-Time Lindbladian Evolution
Tsinghua University（清华大学）；Frontier Science Center for Quantum Information（量子信息前沿科学中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文提出虚时间利布兰达演化框架，用于研究开放系统中量子相变，揭示了稳态可观测量的非解析行为和临界现象。
2025-10-30 cond-mat.str-el quant-ph
Optimizing QUBO on a quantum computer by mimicking imaginary time evolution
本研究提出一种基于虚时演化模拟电路的混合量子-经典算法求解QUBO问题，通过迭代更新、预排序优化收敛性，经典模拟和IBM硬件实验均验证了其有效性与量子优势潜力。
2025-06-18 quant-ph
Symmetry enhanced variational quantum imaginary time evolution
本文根据哈密顿量的局域性和对称性指导构建参数化量子电路，实现酉与反酉对称性以降低电路深度和自由度，并在统计模型上验证了对称性增强电路优于常用电路。
2023-07-25 cond-mat.stat-mech hep-lat physics.chem-ph
Role of Riemannian geometry in double-bracket quantum imaginary-time evolution
Fraunhofer Institute FOKUS（弗劳恩霍夫FOKUS研究所）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
本研究探讨了双括号量子虚时间演化算法中黎曼几何的作用，通过数值模拟揭示了算法在鞍点附近过渡的特征，并利用量子编译技术分析了门操作次数。
2025-04-01 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Imaginary time evolution with quantum nondemolition measurements: multi-qubit interactions via measurement nonlinearities
本研究提出利用量子非破坏性测量实现基于测量的虚时演化方案，通过弱测量估能、自适应幺正操作驱动系统至目标态，推导测量非线性并证明单量子比特QND哈密顿量可转化为多量子比特虚时操作，以仅用单量子比特操作制备四量子比特簇态验证了方案。
2023-03-06 quant-ph
Fast Tensor Network Imaginary Time Evolution by Implicit Stepping on Logarithmic Grids
Northwestern University（西北大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
提出一种利用对数时间网格和A-稳定隐式时间步进方法，高效实现矩阵乘积态虚时演化的新方案，显著减少时间步数并验证了在自旋链和安德森杂质模型中的加速效果。
2026-06-01 cond-mat.str-el cs.NA math.NA
Implementation of quantum imaginary-time evolution method on NISQ devices: Nonlocal approximation
量子时间演化方法是在经典计算机上求解量子多体问题中基态的有效方法。最近提出的量子时间演化方法（QITE）面临着电路深度深和在有噪声的中尺度量子（NISQ）器件上实现困难的问题。在这项研究中，一个非局部近似的开发，以解决这个困难。我们发现，通过去除局域性条件或局域近似（LA），这是强加时的时间演化算子转换为幺正算子，量子线路深度显着减少。我们提出了基于非局部性条件的两步近似方法：扩展LA（eLA）和非局部近似（NLA）。为了证实eLA和NLA的有效性，我们将它们应用于未加权3-正则图和加权全连通图的最大割问题，我们比较评估LA，eLA和NLA的性能。eLA和NLA方法需要比LA少得多的电路深度来保持相同水平的计算精度。此外，我们开发了一种“压缩”方法的量子线路的时间步长，作为一种方法，以进一步减少电路深度的QITE方法。在这项研究中引入的eLA，NLA，和压缩方法，使我们能够减少电路深度和由门操作引起的误差的积累显着，并铺平了道路，在NISQ器件上实现QITE方法。
2020-05-26 quant-ph
Generalized Nonlinear Imaginary-Time Evolution
Leiden Institute of Advanced Computer Science, Universiteit Leiden（莱顿大学高级计算机科学研究院）；Applied Quantum Algorithms, Universiteit Leiden（莱顿大学应用量子算法）；Instituut-Lorentz, Universiteit Leiden（莱顿大学洛伦兹研究所）
研究提出广义非线性虚时演化（NITE）用于量子态制备，给出其硬件高效变分实现及与量子自然梯度下降的联系，应用于多个子例程任务，证明有局部指数收敛率，优于标准梯度下降，可用于基态制备外的变分任务。
2026-07-13 quant-ph
Ground and excited states of spherically symmetric potentials through an imaginary-time evolution method: Application to spiked harmonic oscillators
从含时的薛定谔方程出发，得到了三维中心势的定态。在正交性约束下，采用时间演化技术，结合能量期望值最小化，得到基态和激发态。所需的扩散方程通过有限差分方法求解，以产生精确的波函数、能量、概率密度和其他期望值。并应用于三维各向同性谐振子、Morse谐振子和尖峰谐振子。与文献数据的比较表明，这是能够产生高质量和有竞争力的结果。该方法可能是有用的这个和其他类似的潜在利益的量子力学。最后对该方法的发展前景进行了展望。
2018-01-17 quant-ph
Solving MaxCut with Quantum Imaginary Time Evolution
我们介绍了一种基于量子虚时间演化（QITE）的方法来有效地解决最大割问题。我们采用了一个线性的Anterior酉更新和初始状态不涉及纠缠，以及一个时间依赖的哈密顿插值之间的给定的图和一个子图与两个边缘切除。我们将该方法应用于数千个随机选择的图形，最多有50个顶点。我们表明，我们的算法表现出93%以上的性能收敛到最大的解决方案的最大切割问题的所有考虑的图形。我们的研究结果与经典算法，如贪婪和Goemans-Williamson算法的性能相比毫不逊色。我们还讨论了QITE算法的最终态与基态的重叠作为性能度量，这是其他经典算法所不具有的量子特征。该度量可以通过引入高阶Ansaetze和纠缠初态来改进。
2023-02-28 quant-ph
Trading Imaginary Time for Randomness in Ground State Preparation
Harvard University（哈佛大学）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本研究提出扭转虚时间演化（TITE），用随机实时间演化替代一半虚时间，二次降低基态制备的成本，在不可积伊辛链的噪声模拟中性能优于标准虚时间演化（ITE）。
2026-08-04 quant-ph
Quantum Dynamical Emulation of Imaginary Time Evolution
本文提出 ITQDE，将非幺正虚时间演化映射为加权幺正操作，用于估计基态、热态性质及完整 Hamiltonian 谱，并经数值与量子硬件验证。
2024-09-09 quant-ph
Non-unitary Trotter circuits for imaginary time evolution
本文提出一种基于单辅助量子比特线路中间测量的虚时间演化块编码方法，以更短更简单的非酉Trotter电路实现概率虚时间演化，并在横场Ising模型和费米子Hubbard模型上验证了其收敛到基态的有效性。
2023-10-29 quant-ph
Convergence and efficiency proof of quantum imaginary time evolution for bounded order systems
Northeastern University - London（伦敦东北大学）；Khoury College of Computer Sciences, Northeastern University（东北大学科里计算机科学学院）；The Cyprus Institute（塞浦路斯研究所）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器中心）
本文证明满足特定条件的有界阶系统量子虚时演化可克服现有量子计算方法的收敛等障碍，能高效编译为参数化量子电路并用于多类物理相关问题。
2026-09-02 cs.CC physics.comp-ph quant-ph
Quantum Imaginary Time Evolution on an Infinite 1D Chain
National Taiwan University（台湾大学）；Center for Theoretical Physics, National Taiwan University（台湾大学理论物理中心）；Department of Physics, National Taiwan University（台湾大学物理系）
本研究提出用于无限一维晶格系统虚时演化的量子电路算法，结合含时变分原理与量子 Lanczos 算法，通过经典模拟器和IBM Quantum设备模拟横场伊辛模型，分析采样噪声对收敛性的影响。
2026-09-01 quant-ph
Hybrid Real-Imaginary Time Evolution for Low-Depth Hamiltonian Simulation in Quantum Optimization
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Chengdu University of Technology（成都理工大学）
本文提出混合适应变分量子动力学模拟方法，通过实时间演化压缩电路和虚时间步骤抑制激发，提升量子优化精度并减少CNOT门数量。
2026-04-14 quant-ph
Multiple-time Quantum Imaginary Time Evolution
Universidad Nacional de Educación a Distancia（西班牙国立远程教育大学）；University of Gothenburg（哥德堡大学）；Leiden University（莱顿大学）
提出多次量子虚时间演化算法（MT-QITE），通过使用多个虚时间步长提高基态保真度并降低测量开销，同时保持确定性和无需变分拟设，且可并行化。
2026-06-15 quant-ph
An Alternative Approach to Quantum Imaginary Time Evolution
基于时间演化（ITE）的量子算法越来越受到人们的关注，ITE是一种成功的获得基态的经典数值方法。然而，到目前为止，大多数提案都需要在经典计算机上进行大量的后处理计算步骤，例如求解线性方程组。在这里，我们提供了一种替代方法来实现ITE。在我们的方法中的一个关键特征是使用正交基集：传播状态有效地表示在进化的每一步的正交基状态。我们认为，在这些步骤中需要达到一个准确的解决方案的基础状态的数量可以保持$n$的数量级，量子位的数量，通过控制精度（有效位数）和时间增量。在$n$中估计了每个时间步长的量子门数为多项式。此外，虽然在许多QA的局部性的哈密顿是一个关键的假设，在我们的算法中，这种限制是不需要的。我们的算法的这一特点，使它非常有用的研究高度非本地系统，如占领代表核壳模型。我们说明了我们的算法，通过数值实现IBM量子模拟器。
2022-08-22 nucl-th quant-ph
Digital quantum simulation of open quantum systems using quantum imaginary time evolution
新兴量子硬件上的量子模拟是一个非常有趣的话题。虽然许多研究都集中在计算封闭系统的基态性质或模拟幺正动力学，但由于开放量子系统的普遍性和丰富的物理行为，它们是一个有趣的研究目标。然而，它们的非幺正动力学在数字量子设备上模拟也不自然。在这里，我们报告的数字量子模拟的开放量子系统的动力学的林德布拉德方程使用量子虚时间演化（QITE）算法的适应。我们在IBM Quantum的硬件上对二能级系统和耗散横场伊辛模型的自发发射进行了模拟，并演示了算法。我们的工作推进了在量子硬件上模拟开放量子系统动力学的努力。
2021-11-16 quant-ph
Finite Imaginary-Time Evolution for Polynomial Unconstrained Binary Optimization
Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Department of Semiconductor Convergence Engineering, Sungkyunkwan University（成均馆大学半导体融合工程学院）；IBM Quantum（IBM量子）；Institute for Convergence Research and Education in Advanced Technology, Yonsei University（延世大学先进融合研究与教育学院）；Department of Quantum Information, Yonsei University（延世大学量子信息系）；Department of Applied Statistics, Yonsei University（延世大学应用统计系）；Department of Statistics and Data Science, Yonsei University（延世大学统计与数据科学系）；Department of Chemistry, Yonsei University（延世大学化学系）
本文提出有限虚时间演化方法，用于解决多项式无约束二元优化问题，通过线性组合单位元框架实现有限β的虚时间传播算子，结合谱间隙和初始基态重叠估计，给出闭合形式的虚时间阈值。
2026-04-30 quant-ph
Efficient classical simulation of time dynamics in Fermi-Hubbard models with imaginary interactions
Phasecraft Ltd.（Phasecraft有限公司）
该研究提出了一种高效经典算法，用于模拟具有虚交互的费米-海伯格模型的时间动态，利用了混合单位ary通道采样方法，并讨论了其复杂性及应用。
2026-01-18 quant-ph
