A simple mechanism for unstable degeneracies in local Hamiltonians
该研究通过局域算符与哈密顿量对易的基本性质，推导出局域哈密顿量中态无法同时具备唯一基态性与局域微扰下的简并保护性的不可行结论，揭示了不稳定简并的简单机制。
2025-10-30 quant-ph
Bogoliubov transformations and exact isolated solutions for simple non-adiabatic Hamiltonians
本文提出了一种新的方法来求解一类与量子光学及其相关领域有关的非绝热哈密顿量的孤立精确解。我们的方法的核心是使用Bogoliubov变换的玻色子领域的模型。我们证明了这种方法的简单性和有效性，将其应用到拉比哈密顿。
2002-08-06 quant-ph
Quantum Algorithms for Testing Hamiltonian Symmetry
本文提出量子算法测试哈密顿量相对于群的对称性，证明其与接受概率对应，并在量子计算机上验证了对称与非对称案例。
2023-12-26 quant-ph
A simple approach to characterizing band topology in bosonic pairing Hamiltonians
我们重新审视的问题，在动态稳定的二次玻色子哈密顿不保存粒子数的特征带拓扑。我们表明，这个问题可以严格解决的光滑和局部绝热映射过程中的粒子数守恒的哈密顿量。与一般的费米子配对哈密顿量相反，这样的映射总是可以为玻色子构造的。我们的方法表明，粒子非守恒玻色子哈密顿可以使用已知的方法进行分类的费米子模型。它还提供了一个简单的方法来识别和计算适当的拓扑不变量。我们还明确研究动态稳定，但非正定的哈密顿（经常出现在驱动的光子系统）。我们表明，在这种情况下，每个带隙的特点是由两个不同的不变量。
2021-06-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Relational evolution of a simple quantum Hamiltonian model
研究了哈密顿量为零的时间重参数化不变系统的量子动力学。描述了系统的物理自由度的演变，无论是在经典的和在量子水平上，在关系方面的内部时间参数的建设。我们使用的Pegg-Barnett相位算子形式主义在有限维希尔伯特空间作为一个重要组成部分。
2007-11-29 quant-ph
Simple Hamiltonian for Quantum Simulation of Strongly Coupled 2+1D SU(2) Lattice Gauge Theory on a Honeycomb Lattice
本文提出一个仅含泡利矩阵局域乘积的简单自旋哈密顿量，用于描述蜂窝格子上截断至j_max=1/2的2+1维SU(2)格点规范理论的物理态，并已完全积分掉高斯定律。
2023-11-13 hep-lat hep-ph nucl-th
Adiabatic and Hamiltonian computing on a 2D lattice with simple 2-qubit interactions
我们展示了如何使用与时间无关的哈密顿量在二维网格上进行通用哈密顿量和绝热计算，该网格描述了一个跳跃粒子系统，这些粒子串在一起并相互作用以进行计算。在这种结构中，一个粒子的运动由其他粒子的存在或不存在来控制，这是一种有效的量子场效应晶体管，可以构建受控非门和受控旋转门。该结构转化为通用量子计算模型，在（几乎）平面网格上具有与时间无关的2量子位ZZ和XX+YY相互作用。有效的汉密尔顿算子是通过单独使用一阶微扰理论而得到的，避免了使用微扰工具。有效哈密顿量的动力学和光谱性质可以完全确定，因为它对应于量子线路和哈密顿量之间的映射的特定实现，称为时空电路到哈密顿量的构造。由于需要简单的相互作用，并且没有使用高阶微扰工具，我们的构造可能使用超导或其他固态量子比特来实现。
2015-09-03 quant-ph
Stringent Numerical Test of the Poisson Distribution for Finite Quantum Integrable Hamiltonians
使用一类新的完全可解模型的基础上的配对相互作用，我们表明，它是可能的，以构建可积的哈密顿与维格纳分布的最近邻能级间距。然而，这些哈密顿量涉及多体相互作用，加上一个小的可积扰动很快导致系统的泊松分布。除了这个例外的情况下，我们表明，累积分布的合奏随机可积的两体配对哈密顿是在完美的协议与泊松极限。量子可积哈密顿量的这些数值结果进一步证实了Berry和Tabor在半经典极限下的工作。
2004-05-24 nlin.CD quant-ph
Simple and high-precision Hamiltonian simulation by compensating Trotter error with linear combination of unitary operations
提出用LCU补偿Trotter误差的哈密顿模拟算法，兼具两者优点，通过少量门实现更优时间尺度，指数或平方级提升精度，且对晶格哈密顿量近线性依赖系统尺寸。
2025-03-27 quant-ph
Searching for degeneracies of real Hamiltonians using homotopy classification of loops in SO($n$)
拓扑测试，以检测退化的哈密尔顿已经提出了在过去。在这里，我们解决的适用性最近提出的测试[物理。{\bf 92}，060406（2004）]中关于实Hamilton矩阵的退化性的方法。这个检验依赖于本征基SO $(n)$空间中非平凡环的存在。我们开发必要的手段来确定同伦类在这个空间中的一个给定的循环。此外，在相关Hilbert空间的维度很大的情况下，原始测试的应用可能不会立即进行。为了弥补这一不足，我们提出了一个条件时，测试是适用于希尔伯特空间的子空间。最后，我们证明，应用[物理学评论快报。{\bf 92}，060406（2004）]中的方法没有提供任何新的信息。
2005-01-25 quant-ph
Pseudohermitian Hamiltonians, time-reversal invariance and Kramers degeneracy
证明了一个（可对角化的）伪厄米算子存在反线性对称T使得T^{2}=-1的充要条件.这一结果可以作为伪厄米哈密顿量T-不变性的快速检验，并且作为一个例子，这种检验确实适用于Mashhoon-Papini哈密顿量。
2002-07-29 quant-ph
Hamiltonian Locality Testing via Trotterized Postselection
本文研究哈密顿量局域性测试问题，提出基于 Trotter 化后选择的算法，给出目前最紧的演化时间上界与下界，并在允许逆向时间演化时实现匹配的最优复杂度。
2025-05-10 cs.CC cs.DS quant-ph
Wilson loops in the Hamiltonian formalism
在规范理论中，规范不变的希尔伯特空间不因与任意定域算符的耦合而改变。然而，在存在威尔逊圈的情况下，物理希尔伯特空间必须通过沿着环添加测试电荷来扩大。我讨论如何在非零温度Polyakov回路自然相关的传播的试探电荷。t Hooft环表示测试磁荷的传播，因此不会改变物理希尔伯特空间。
2022-02-22 hep-lat hep-ph hep-th
Simple Hamiltonian dynamics is a powerful quantum processing resource
Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）；SOKENDAI (the Graduate University for Advanced Studies)（综合研究大学院大学）；National Institute of Informatics（信息学国立研究所）
本文展示了一个简单的伊辛模型在量子神经网络中执行复杂计算任务的能力，通过十量子比特的伊辛链实现了高精度图像分类，探讨了哈密顿量对称性对量子计算性能的影响。
2025-05-04 quant-ph
Realizable Hamiltonians for Universal Adiabatic Quantum Computers
已经建立了局域晶格自旋哈密顿量可以用于通用绝热量子计算。然而，在这些证明中使用的2-局部模型哈密顿量是通用的，因此不限制自旋之间所需的相互作用的类型。为了解决这个问题，本文提供了两个简单的模型哈密顿量，是对实现通用绝热量子计算机的实验工作者的实际利益。所提出的模型哈密顿量是已知的最简单的QMA-完全2-局部哈密顿量。具有1-局域横场的2-局域伊辛模型可能是最简单的量子自旋模型，但不太可能是绝热量子计算的通用模型。我们证明，这个模型可以呈现出普遍性和QMA完成通过添加一个可调的2本地横向XX耦合。我们还证明了只有1-局域Z和X场以及2-局域ZX相互作用的自旋模型的普适性和QMA完备性。
2008-06-17 quant-ph
The power of time reversal in Hamiltonian property testing
Center for Theoretical Physics — a Leinweber Institute, MIT（麻省理工学院莱因韦伯理论物理中心）；Department of Computer Science, University of Warwick（华威大学计算机科学系）；QuICS, University of Maryland（马里兰大学量子信息与计算科学中心）；Department of Computer Science and Technology, University of Cambridge（剑桥大学计算机科学与技术系）
本研究证明时间反转是缩小哈密顿量性质测试中演化时间差距的必要条件，通过傅里叶分析方法建立下界和匹配上界，确立其为影响量子测量精度与算法鲁棒性的关键资源。
2026-10-06 quant-ph
Observation of PT phase transition in a simple mechanical system
如果哈密尔顿算子是PT对称的，则有两种可能性：要么特征值是完全实的，在这种情况下哈密尔顿算子被称为处于未破PT对称相位，要么特征值是部分实部分复的，在这种情况下哈密尔顿算子被称为处于破PT对称相位。当我们改变哈密顿量的参数时，我们可以通过分离不间断相和间断相的相变。最近在各种实验室实验中观察到了这种转变。本文以简单直观的方式解释了相变，然后描述了一个很容易观察到相变的非常基本的实验。
2012-06-21 hep-th math-ph math.MP
Metric Operators for Quasi-Hermitian Hamiltonians and Symmetries of Equivalent Hermitian Hamiltonians
我们给出了一个简单的证明的事实，即每一个可对角化的运营商，有一个真正的频谱是准厄米特和显示如何度量运营商与准厄米特哈密顿相关的对称发电机的等效厄米特哈密顿。
2008-09-12 quant-ph
A simple nearest-neighbor two-body Hamiltonian system for which the ground state is a universal resource for quantum computation
我们提出了一个简单的量子多体系统-一个二维量子位格，其哈密顿量由最近邻的两体相互作用组成-使得基态是使用单量子位测量的量子计算的通用资源。这种基态近似于被编码成更大数量的物理量子比特的簇状态。我们使用的哈密顿量是由投射的纠缠对态激发的，它提供了一种透明的机制来产生类似于基态的正方形或其他晶格结构上的编码簇态（以及各种其他量子态）。我们表明，在这种近似的错误采取的形式独立的错误债券发生固定的概率。这种系统的能隙，这在一定程度上决定了它的有用性的量子计算，被证明是独立的晶格的大小。此外，我们表明，这个能隙的缩放的耦合常数的哈密顿量是直接由晶格几何形状。因此，在六边形晶格（对于量子计算也是通用的资源）上获得的近似编码的簇状态可以被示出为具有比具有等效哈密顿量的正方形晶格上的一个更大的能隙。
2006-10-24 quant-ph
Testing the $\mathrm{SU}(2)$ lattice Hamiltonian built from $S_3$ partitionings
本文提出并测试了一种基于球面 $S_3$ 分割的 $\mathrm{SU}(2)$ 格点规范理论数字化方案，利用幺正对角链接算符和有限差分正则动量实现了标准 Wilson 哈密顿量，并在经典计算机上验证了 1D 和 2D 模型。
2023-11-27 hep-lat quant-ph
Quasi exact solution of the Rabi Hamiltonian
本文提出了一种求拉比哈密顿量准精确解的方法。它概念简单，可以很容易地扩展到其他系统。得到了本征态和本征值的正交多项式解析表达式。
2004-10-22 quant-ph
Tests of Quantum Gravity-Induced Non-Locality: Hamiltonian formulation of a non-local harmonic oscillator
受当前光力学实验发展的启发，我们研究了非局域谐振子的哈密顿方程及其与腔场模的耦合，实验的目的是约束由量子引力激发的非局域效应.特别是，我们认为以前研究的非本地振子模型作为非相对论极限的一类非本地Klein-Gordon运营商，$f(\Box)$，与$f$的解析函数。利用标准微扰理论，恢复和推广了不考虑相互作用的已有结果。与此同时，扰动能谱在此公式中变得可用，我们得到的朗之万方程表征的相互作用系统。
2019-07-17 gr-qc hep-th quant-ph
A Study of an N Molecule Quantized-Radiation-Field Hamiltonian
本文从N个二能级分子与单模量子化辐射场相互作用的模型出发，通过偶极近似，导出了分子与辐射场相互作用系统的一个简单的哈密顿量。精确的本征值和本征向量的哈密顿量进行了比较，从几个不同的近似方案应用到简单的模型得到的分析结果。这种比较的结果是发展的有效性标准，利用这些近似计划更困难的问题。例如，这里所做的分析表明，在解释气体激光器（微波激射器）中相干辐射的“建立”时，使用独立分子近似可能是不合适的。
2017-09-03 quant-ph
Hamiltonians for one-way quantum repeaters
由于传输信道不可避免的缺陷，量子信息随着距离而退化，其中损耗是主要因素。这个简单的事实阻碍了量子通信，因为它依赖于传播量子系统。这个问题的解决方案是沿着有损信道以规则的间隔引入量子中继器，以恢复量子信号。在这项工作中，我们研究了酉单向量子中继器，它不需要执行测量，不需要量子存储器，因此比其他方案简单得多。我们介绍和分析了两种方法来构建产生中继器的相互作用，可以击败的基本repeaterless的关键速率约束，即使在存在额外的耦合损耗，与信号，只包含少数光子的哈密顿量。这项工作的自然演变将是通过组合简单的光学元件来近似中继器相互作用。
2018-06-28 quant-ph
On The Study Of Partial Qubit Hamiltonian For Efficient Molecular Simulation Using Variational Quantum Eigensolvers
本文提出部分量子比特哈密顿量方法（PHA），通过逐项筛选泡利字符串构建截断哈密顿量，以更低计算成本实现高效VQE分子模拟，并可用于复杂系统初始化和抑制量子电路噪声误差。
2023-08-24 quant-ph
Quantum computing Hamiltonian cycles
讨论了简单图、立方图、二部图的哈密顿圈的量子计算算法。它表明，它是可能的量子计算机演化成一个纠缠的状态映射到一组所有可能的路径起源于一个选定的顶点，并进一步随后投影出所有的状态不对应于哈密尔顿圈。
1996-03-03 quant-ph
Effective Hamiltonian for the hybrid double quantum dot qubit
由双量子点中的三个电子形成的量子点混合量子位代表了用于单量子位和双量子位量子逻辑端口的固态实现的高速和简单制造之间的有希望的折衷。我们推导出的Schriffi-Wolff有效哈密顿量，描述了一个简单而直观的方式，通过结合一个哈伯德类模型与投影算子方法的量子比特。这样，Hubbard型哈密顿量就转化为电子对之间交换耦合作用的等价表达式。利用有效哈密顿量导出系统的动力学行为及其在布洛赫球上的本征态，以产生量子逻辑端口的量子比特操作。一个现实的实现在硅和量子位与检测器的耦合进行了讨论。
2013-06-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Simple and general unitarity conserving numerical real time propagators of time dependent Schrödinger equation based on Magnus expansion
Queens College, City University of New York（纽约市立大学皇后学院）；Graduate Center of the City University of New York（纽约市立大学研究生中心）
本文基于Magnus展开提出了一种简单且通用的守恒单位元实时间传播子方法，用于时间依赖的薛定谔方程，推导出不同阶次的近似表达式，适用于多种量子动力学应用。
2025-12-31 physics.chem-ph physics.comp-ph 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
An intuitive Hamiltonian for quantum search
我们提出了新的直觉背后格罗弗的量子搜索算法的哈密顿量。给定一个黑盒布尔函数f，将长度为n的字符串映射为{0，1}，使得对于恰好一个字符串w，L，f（w）= 1。K. Grover描述了一个在O（2^{n/2}）时间内找到w的量子算法。Farhi和Gutmann证明，通过让量子系统根据仅依赖于f的简单哈密顿量演化，也可以在相同的时间内找到w。然而，他们的系统沿着一条与Grover的原始算法相去甚远的路径发展。本文提出了一个同样简单的哈密尔顿匹配Grover算法的步骤。新的哈密顿量在外观上与Farhi & Gutmann的哈密顿量相似，但有一些重要的区别，并为Grover算法本身提供了新的直观性。这种直觉既与Grover算法作为二维旋转的其他解释形成对比，又补充了Grover算法的其他解释，并表明量子算法的基于Hamilton的方法可以为发现新的量子算法提供有用的启发式。
2000-04-24 quant-ph
Gauge invariance in simple mechanical systems
本文讨论并解释了一类由点质量和理想化杆组成的简单规范不变力学系统的哈密顿公式。这些模型的研究可能有助于理论物理专业的高年级本科生或研究生在熟悉的背景下理解与经典和量子场论研究有关的一些概念。我们使用几何的方法来推导本文所考虑的模型的哈密顿公式：由六个理想杆连接的四个相等的质量。我们获得并讨论了几个重要元素的意义，特别是，限制和定义系统的动力学，约束流形，规范对称性，规范轨道，规范固定和减少相空间的哈密顿向量场。
2015-06-05 math-ph math.MP quant-ph
The Quantum Hamiltonian Analysis Toolkit: Lowering the Barrier to Quantum Computing with Hamiltonians
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
QHAT提供用户友好的界面用于研究哈密顿量及在容错量子计算机上的模拟，通过简单输入减少对量子算法的理解需求，提升研究效率。
2026-05-11 physics.comp-ph quant-ph
Engineering Quantum States of a Nano-Resonator via a Simple Auxiliary System
我们展示了如何设计一个广泛的非线性哈密顿纳米机械谐振器。该技术只需要一个依赖于时间的驱动应用到库珀对盒或第二振荡器的纳米谐振器耦合。这种方法允许产生大量的非经典状态，以及经典对应物是混沌的哈密顿量。
2007-07-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
