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 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
One-Loop Dominance in the Imaginary Part of the Polarizability: Application to Blackbody and Non-Contact van der Waals Friction
现象学上重要的量子耗散过程包括黑体摩擦（原子吸收反向传播的蓝移光子，并自发地向各个方向发射它们，失去动能）和非接触范德华摩擦（在电介质表面附近，表面内组成粒子的镜像电荷受到阻力，使原子减速）。这些过程的理论预测修改后，严格的量子电动力学（QED）的治疗，这表明一个循环的“校正”产生的主要贡献的非共振，规范不变，虚部的原子的极化率在室温下，典型的原子表面相互作用。在高温下，树能级对极化率的贡献占主导地位。
2014-11-11 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
The design of Kinetic Functionals for Many-Body Electron Systems : Combining analytical theory with Monte Carlo sampling of electronic configurations
在先前的工作[L.Delle Site，J.Phys.A 40，2787（2007）]中，已经提出了多体电子系统的动力学泛函的解析表达式的推导。虽然是解析的，但该公式仍然是非局部的（多维的），因此对于数值应用来说并不理想。在这项工作中，通过处理相互作用的无自旋电子均匀气体的测试情况，我们提出了一种计算协议，该协议将之前的分析结果与空间电子配置的蒙特卡罗（MC）采样相结合。这，我们表明，导致一个内部一致的计划，设计良好的本地动力泛函。
2007-11-12 quant-ph
Phase-noise induced many-body interference suppression in Gaussian Boson Sampling
Ulm University（乌尔姆大学）；Center for Integrated Quantum Science and Technology (IQST)（集成量子科学与技术中心）
本研究通过海森堡绘景张量网络形式研究高斯玻色采样，揭示相位扩散逐步抑制多体干涉，建立了连接相位涨落与量子干涉丧失的透明框架。
2026-09-01 quant-ph
Quantum generative model for sampling many-body spectral functions
量子相位估计是大多数具有指数加速比的量子算法的核心。在这封信中，我们演示了如何利用它来计算多体量子系统的动力学响应函数。具体来说，我们设计了一个电路，作为一个有效的量子生成模型，提供样本的光谱函数的高秩观测在多项式时间。这包括许多实验相关的光谱，如动态结构因子，光学电导率或NMR光谱。该算法的实验实现，除了对数开销，需要加倍的量子位的数量相比，一个简单的模拟模拟器。
2019-10-31 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
Boundary-Canceled Score-Hamiltonian Sampling
Graduate School of Information Sciences, Tohoku University（东北大学情报科学研究院）；Department of Physics, Institute of Science Tokyo（东京科学大学物理系）；Research and Education Institute for Semiconductors and Informatics, Kumamoto University（熊本大学半导体与信息学研究与教育学院）；Sigma-i Co., Ltd.（Sigma-i有限公司）
本文提出边界抵消的分数-哈密顿量采样方法，通过虚时薛定谔对应将分数学习误差转化为哈密顿扰动，利用Morita--Nishimori边界抵消提升采样精度，并经反向SDE基准验证。
2026-10-28 cond-mat.dis-nn quant-ph
Error-resilient Monte Carlo quantum simulation of imaginary time
计算量子多体系统的基态性质是近期量子硬件的一个有前途的应用，在许多领域具有潜在的影响。传统的量子相位估计算法使用深电路，需要容错技术。近年来发展起来的许多量子模拟算法都是以不精确和变分的方式来利用浅电路。在这项工作中，我们结合量子蒙特卡罗和量子计算，提出了一个算法来模拟的时间演化和解决的基态问题。根据修正的Cauchy-Lorentz分布，对实时演化算子进行随机演化时间采样，可以计算实时演化中观测值的期望值。我们的算法接近精确的解决方案，给出了电路深度以所需的精度多项式增加。与量子相位估计相比，Trotter步数，即电路深度，可以小数千倍，以实现基态能量的相同精度。我们验证了弹性Trotterisation错误所造成的有限的电路深度在各种模型的数值模拟。结果表明，即使在没有完全容错的量子计算机的情况下，蒙特卡罗量子模拟也是很有前途的。
2023-02-06 quant-ph
Generating Approximate Ground States of Strongly Correlated Quantum Many-Body Systems Through Quantum Imaginary Time Evolution
本文启发式研究量子虚时演化（QITE）算法在格点与分子电子结构哈密顿量中近似虚时演化的能力，数值验证其在良好经典初态下能否复现ITE行为并超越经典平均场解，同时展示虚时演化费米子高斯态作为高效可计算初态的通用价值。
2024-09-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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 Computation of Finite-Temperature Static and Dynamical Properties of Spin Systems Using Quantum Imaginary Time Evolution
由于量子硬件的最新进展，开发可扩展的量子算法来研究量子多体系统的有限温度物理已经引起了相当大的兴趣。然而，目前形式的这种算法需要的资源超过了当前量子计算机的能力，除了有限的系统大小和可观测量。在这里，我们报告计算有限温度特性，包括能量，静态和动态关联函数，和激发光谱的自旋哈密顿与多达四个网站上的五量子位IBM量子设备。这些计算是使用量子虚时间演化（QITE）算法执行的，并通过几种算法改进而成为可能，包括利用对称性减少QITE所需的量子资源的方法，减少电路深度的电路优化程序，以及提高原始硬件数据质量的错误缓解技术。我们的工作表明，ansatz独立的QITE算法是能够计算不同的有限温度观测的近期量子设备。
2020-09-08 quant-ph
Analyzing X-ray Thomson scattering experiments of warm dense matter in the imaginary-time domain: theoretical models and simulations
众所周知，对热致密物质（WDM）实验的严格诊断是非常困难的。X射线汤姆逊散射（XRTS）是一个关键的方法，但XRTS测量的解释通常是基于理论模型，需要各种近似。最近，Dornheim等人[arXiv：2206.12805]介绍了一种基于时间相关关联函数（ITCF）的XRTS实验温度诊断新框架。一方面，从频域到时域的切换使人们可以直接访问许多物理特性，这有助于在没有任何模型或近似的情况下提取任意复杂材料的温度。另一方面，在动态量子多体理论中的大量理论工作致力于频域，并且据我们所知，ITCF内的物理性质的表现形式仍然知之甚少。在目前的工作中，我们的目标是通过在虚时间路径积分的框架内引入一个简单的、半分析的模型来改变这种不令人满意的情况。作为一个实际的例子，我们比较我们的新模型广泛的从头算路径积分蒙特卡罗结果的ITCF的均匀电子气，并发现在很宽的范围内的波数，密度和温度非常好的协议。
2022-11-01 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph quant-ph
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
Imaginary-time evolution of interacting spin systems in the truncated Wigner approximation
RPTU University Kaiserslautern-Landau（凯泽斯劳滕-兰道理工大学）
提出一种半经典相空间方法（iTWA），通过将虚时演化映射为随机微分方程，高效计算大型相互作用自旋系统的热态和基态，并精确求解Ising模型及QUBO问题。
2026-07-03 quant-ph
Thermal-Drift Sampling: Generating Thermal Ensembles for Learning Many-Body Systems
The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））
本文提出量子热漂通道，实现测量控制采样算法，高效生成热态及其系统哈密顿量作为标签，为多体系统提供可扩展的热力学模拟和标记量子数据生成方法。
2026-03-19 quant-ph
Imaginary Time Spectral Transforms for Excited State Preparation
IBM Quantum, IBM Research Europe（IBM量子，IBM欧洲研究院）；University of Southampton（南安普顿大学）；The Hartree Centre, STFC（哈特里中心，STFC）；Yusuf Hamied Department of Chemistry, University of Cambridge（剑桥大学尤素夫·哈米德化学系）；Clarendon Laboratory, University of Oxford（牛津大学克拉伦登实验室）；SUPA, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学物理与天文学学院，SUPA）
提出结合移位求逆机制与虚时演化的通用方法，直接制备多体量子系统在选定能量附近的激发态，经典演示了128位点无序自旋链的中谱本征态，并设计了近期量子硬件兼容的混合方案。
2026-06-06 cond-mat.dis-nn quant-ph
Three-body recombination at finite energy within an optical model
我们研究了三玻色子复合的等质量系统的功能（负）散射长度，质量，有限的能量，和有限的温度。一个光学模型与虚势在短距离再现实验复合数据，并允许我们提供一个简单的参数化的复合率作为散射长度和能量的函数。以二体范德瓦耳斯长度为单位，我们发现锂和铯原子的虚势范围和势深度在30%以内。最近的研究表明，结合态形成的阈值的普遍性，我们的研究结果表明，重组过程本身可能具有普遍的功能。
2013-07-10 cond-mat.quant-gas nucl-th quant-ph
Non-Hermitian $p$-wave superfluid and effects of the inelastic three-body loss in a one-dimensional spin-polarized Fermi gas
本研究理论探讨一维自旋极化费米气体中的非厄米$p$-波超流性，结合林德布拉德形式的虚数原子-二聚体耦合分析原子损失对超流态稳定性的影响，发现小$p$-波有效范围是实现该超流态的关键。
2023-12-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Three-body recombination of two-component cold atomic gases into deep dimers in an optical model
我们考虑了质量不平衡的两组分原子气体中的三体复合。我们使用的光学模型中的现象学虚势添加到最低的绝热超球势。能量本征值的虚部对应于三体系统的衰变率或复合概率。该方法制定的细节和相关的定性特征进行了讨论，作为散射长度和质量的函数。我们使用零极差模型对最近的重组数据进行分析。主导散射长度通常与非等长二体系统有关。我们考虑温度拖尾，这往往会消除较高的Efimov峰。虚势的范围和强度决定了Efimov峰的位置和形状以及复合率的绝对值。复合峰之间的Efimov缩放计算和示出依赖于两个散射长度。预测重-重-轻系统的蒸发量最大。指出了光学参数的普适性质。我们比较现有的实验，并发现在一般非常令人满意的协议。
2015-03-21 cond-mat.quant-gas nucl-th physics.atom-ph
Quasiprobabilistic imaginary-time evolution on quantum computers
Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo（滑铁卢大学物理与天文学系）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；Inria Paris（法国国家信息与自动化研究所巴黎分部）
针对经典模拟虚时演化困难、现有量子算法资源需求高且受噪声影响的问题，提出基于概率误差抵消的准概率虚时演化算法，无需辅助比特且天然抗噪，经数值模拟与IBM量子硬件验证，可用于当前硬件探究量子多体系统物理。
2025-07-21 quant-ph
Reducing the sampling complexity of energy estimation in quantum many-body systems using empirical variance information
本文针对泡利分解下量子态能量估计问题，提出基于经验伯恩斯坦停止（EBS）算法和分组方案的自适应估计器，利用经验方差获得严格尾部界限，数值实验表明其采样复杂度比基本读出保证提升达一个数量级。
2025-02-03 quant-ph
Boson Sampling as Canonical Transformation: A semiclassical approach in Fock space
我们表明，多体（Fock）状态之间的复杂散射理论可以构建，使其经典极限是一个典型的变换，从而编码量子干涉的半经典形式的相关酉算子。基于这一思想，我们研究了在不同的多体态选择下所期望的不同相干效应，并给出了相应的跃迁几率的不同表示。通过这种方式，我们推导出散射过程的精确关系和表示，可以用来及时攻击与玻色子采样相关的问题。
2015-08-26 quant-ph
Optimal scheduling in probabilistic imaginary-time evolution on a quantum computer
本研究针对量子计算中基态制备的PITE方法，分析线性与指数两种虚时步长调度的计算成本，通过解析推导与一维海森堡链模拟验证，提出结合非线性的调度方案以降低开销，助力多体哈密顿量基态制备。
2023-11-07 quant-ph
Certification of Boson Sampling Devices with Coarse-Grained Measurements
玻色子采样装置可以有效地对多体干涉下的非相互作用玻色子输出概率分布进行采样。这个问题不仅是经典的棘手，但它的解决方案也被认为是经典的无法验证。因此，实验中的一个主要困难是确保玻色子采样装置正确执行。我们提出了一个实验友好的计划，提取有用的和强大的信息，从量子玻色子采样器的基础上粗粒度的测量。该程序可用于验证玻色子采样装置的等效性，同时排除其他欺诈装置。我们进行了数值模拟，以证明该方法的可行性，并考虑现实噪声的影响。我们的方法预计将普遍适用于其他多机构认证任务以外的玻色子采样问题。
2016-01-11 quant-ph
Many-body phase transitions in a non-Hermitian Ising chain
本文研究一维非厄米横场伊辛链的多体相变，发现一个二阶相变和两个$\mathcal{PT}$相变，并通过纠缠熵有限尺寸标度提取中心荷，给出精确解。
2024-08-08 cond-mat.str-el quant-ph
Effective temperature in approximate quantum many-body states
本文研究神经网络、张量网络和量子线路等近似量子态的能量谱分解，发现其谱贡献呈指数衰减，可用逆有效温度刻画，并揭示该有效温度与拟设表达能力、精度及虚时演化学习相变相关。
2024-11-28 cond-mat.str-el quant-ph
Imaginary Time Mean-Field Method for Collective Tunneling
背景资料：多体系统中的量子隧穿是从冷原子到核物理等领域的许多实验和理论研究的主题。然而，强相互作用粒子（如原子核中的核子）的量子隧穿的理论描述仍然是量子物理学中的一个主要挑战。目的：非常需要一种计算每个相互作用粒子自由度的隧道效应的初始值方法。研究方法：受现有的用虚时间周期解描述瞬子的方法的启发，我们研究了使用初始值方法来描述平均场水平上的隧道效应的可能性。实时和非实时Hartree动力学的情况下，在两个粒子的两个阱势的精确解进行了比较。结果如下：而实时演化表现出虚假的自陷效应，防止隧道在强相互作用系统中，随时间变化的平均场方法预测隧道速率与精确解非常一致。结论：作为一种初值方法，它可能比需要周期解的方法更适合于描述重离子聚变等现实系统。
2020-12-02 nucl-th quant-ph
Scalable Imaginary Time Evolution with Neural Network Quantum States
本文提出一种绕过量子几何张量、仅用一阶梯度下降的神经网络量子态虚时演化方法，通过自适应目标波函数训练提升稳定性与能量精度，在二维J1-J2海森堡模型上展现出与密度矩阵重整化群和随机重配置方法的竞争力。
2023-11-16 quant-ph
Quantum advantage from energy measurements of many-body quantum systems
对量子线路的输出进行采样的问题已经被提出作为展示量子计算优势（有时被称为量子“至高无上”）的候选者。在这项工作中，我们调查是否量子优势示范可以实现更多的物理动机的采样问题，相关的测量物理观测。我们专注于对能量测量的结果进行采样的问题，在一个简单的准备产品量子态上进行-我们称之为能量采样的问题。对于不同的制度的测量分辨率和测量误差，我们提供了复杂性理论的参数表明，存在有效的经典算法的能量采样是不可能的。特别是，我们描述了一个家庭的最近邻相互作用的2D晶格，可以有效地测量与高分辨率的量子线路的交换门（IQP电路），而一个有效的经典模拟这个过程应该是不可能的。在这种高分辨率机制中，这只能针对可以指数快进的哈密顿量来实现，可以使用当前的理论工具将量子优势陈述绑定到多项式层级崩溃，而对于较低分辨率的测量，这样的论点失败。然而，我们表明，有效的经典算法的低分辨率能量采样仍然可以排除，如果我们假设量子计算机是严格比经典的更强大。我们相信我们的工作为证明量子优势的问题带来了一个新的视角，并在哈密顿复杂性中引发了有趣的新问题。
2021-05-28 quant-ph
Three-body scattering area for particles with infinite or zero scattering length in two dimensions
本文推导了二维零能碰撞的三体波函数渐近展开，定义了三体散射面积 $D$，并据此求出了稀薄玻色气体的基态能量、稳定性条件以及三体复合速率常数。
2024-04-28 cond-mat.quant-gas nucl-th physics.atom-ph
Mean-Force Hamiltonians from Influence Functionals
本文提出一种基于Hubbard-Stratonovich变换的框架，用于计算谐振环境中平均力哈密顿量的修正，通过虚时间采样验证其精确闭合形式表达式。
2026-02-17 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
Fast convergence of imaginary time evolution tensor network algorithms by recycling the environment
我们提出了一个环境回收计划，以加快一类张量网络算法，产生一个近似的基态的局部哈密顿模拟在虚时间的演变。具体地说，我们考虑的时间演化块抽取（TEBD）算法应用于无限系统在1D和2D，其中的基态编码，分别在一个矩阵产品状态（MPS）和在一个投影纠缠对状态（PEPS）。TEBD算法的一个重要组成部分（也是一个主要的计算瓶颈，特别是在2D中的PEPS）是所谓的环境的计算，它用于确定如何最佳地截断张量网络的键指数，以便它们的维度保持不变。在目前的算法中，在虚时间演化的每一步都计算环境，以解释时间演化在张量网络表示的多体状态中引入的变化。我们的关键见解是，接近收敛，环境中的大多数变化是由于张量网络的键指数中的规范选择的变化，而不是在多体状态。事实上，债券指数中一致的计量选择证实了环境在许多时间步长上基本相同，因此可以重复使用，从而节省了大量的计算。通过计算横向磁场中量子伊辛模型的基态，我们在一维和二维中证明了所得到的方法。
2015-03-28 cond-mat.str-el physics.comp-ph quant-ph
Iterative warm-start optimization with quantum imaginary time evolution
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Quantum Artificial Intelligence Laboratory, USRA RIACS, NASA Ames Research Center（量子人工智能实验室，USRA RIACS，NASA艾姆斯研究中心）
本文提出一种非变分量子算法，利用量子虚时间演化降低能量，通过迭代热启动方法提升组合优化性能，实验显示其在MaxCut问题中优于传统方法。
2026-08-28 quant-ph
Constructing exact representations of quantum many-body systems with deep neural networks
我们开发了一种建设性的方法来生成人工神经网络表示的确切基态的一大类多体晶格哈密顿。它基于深层玻尔兹曼机架构，其中两层隐藏的神经元在可见层的物理自由度之间介导量子相关性。该方法再现了精确的时间演化，是完全确定性的。反过来，紧凑和精确的网络表示的基态得到没有随机优化的网络参数。神经元的数量分别与系统规模和总虚时间呈线性增长。物理量可以通过对物理和神经元自由度的配置进行采样来测量。我们提供了具体的例子，横场伊辛和海森堡模型，通过实施有效的采样。作为一个紧凑的，经典的多体量子系统的表示，我们的方法是一个替代标准的路径积分，它也是潜在的有用的，系统地改善基于限制玻尔兹曼机架构的数值方法。
2018-02-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Schrödinger Generator for High-Dimensional Integration and Sampling on Quantum Many-Body States
Key Laboratory of Nuclear Physics and Ion-beam Application (MOE), Institute of Modern Physics, Fudan University（复旦大学现代物理研究所核物理与离子束应用教育部重点实验室）；Shanghai Research Center for Theoretical Nuclear Physics, NSFC and Fudan University（国家自然科学基金委员会理论核物理研究中心（复旦大学））
本文提出薛定谔生成器框架，通过分解雅可比结合自适应映射与归一化流变换，实现高维积分采样，在600维以上核量子多体态上表现稳定，可准确复现核子短程关联，为复杂量子系统模拟提供新途径。
2026-11-09 nucl-th quant-ph
Determining the N-representability of a reduced density matrix via unitary evolution and stochastic sampling
针对N-可表示性判定约束随系统规模指数增长的难题，提出结合ADAPT方法与模拟退火的混合量子-随机算法，可独立于哈密顿量判定p体矩阵的N-可表示性，在多类模型的1-RDM、2-RDM测试中表现符合预期。
2025-03-21 quant-ph
Sampling of quantum dynamics at long time
能量守恒的原则导致一个广义的选择的过渡概率在分段绝热表示的量子（经典）动力学。与以前的方案相比，实现了显着的改进（几乎是一个数量级，取决于计算的参数）。为相干多体系统的理论计算开辟了新的前景。
2010-02-05 quant-ph
Non-Hermitian Many-Body Localization
多体局域化被证明可以抑制具有时间反演对称性的一般非厄米哈密顿量的复本征能的虚部。我们证明了一个真正的复杂的过渡，我们猜想发生在多体局域化，深刻地影响非厄米相互作用系统的动力学稳定性与非对称跳跃尊重时间反演对称。此外，实复杂的过渡被证明是不存在的非厄米多体系统的增益和/或损失，打破时间反演对称性，即使多体局域化过渡仍然存在。
2019-06-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Fermion Sampling Made More Efficient
University of Cambridge（剑桥大学）；Fudan University（复旦大学）；Shanghai Qi Zhi Institute（上海期智研究院）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）
费米子采样是为了产生多体斯莱特行列式波函数的概率分布，在统计分析中称为“行列式点过程”。由于其内在嵌入的泡利不相容原理，它的应用超越了模拟费米量子多体物理，以构建机器学习模型的多样化的数据集。在这里，我们提出了一个费米子采样算法，它具有多项式的时间复杂度-二次费米子数和线性的系统规模。该算法在计算时间上比最好的已知算法效率高约100%。在对相应的边缘分布进行采样时，我们的算法有了更大的改进，实现了缩放优势。我们展示了它的几个测试应用程序，包括采样费米子在多体系统和机器学习任务的文本摘要，并确认其提高计算效率比其他方法通过计数浮点运算。
2021-09-15 cs.LG quant-ph
Universal imaginary-time critical dynamics on a quantum computer
本文提出在量子计算机上利用虚时临界动力学和普适标度函数，在早期及浅线路深度下探测量子相变普适行为，并通过数值模拟与超导量子处理器实验验证了该方法的有效性。
2023-08-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el 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
Toda chain flow in Krylov space
我们在充分的一般性，时间关联函数的物理观测解析继续虚时间是一个tau函数的可积Toda族。利用这个关系，我们证明了沿虚轴的奇异性，这是量子不可积多体系统的一般行为，是由于在Krylov空间的离域。
2019-12-27 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph
Universal Bound and Phase Transition in Many-Body Fermionic Non-Gaussianity
The University of Tokyo（东京大学）
本研究推导了费米子非高斯性的普适上界，并发现Sachdev-Ye-Kitaev哈密顿量演化下MRE密度出现一阶相变，伴随置换对称性自发破缺。
2026-10-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Random Sampling Neural Network for Quantum Many-Body Problems
量子多体系统的本征值问题是凝聚态物理中的一个基本且具有挑战性的课题，因为希尔伯特空间的维数（以及因此所需的计算内存和时间）随着系统尺寸的增加而呈指数增长。一些数值方法已经开发了一些特定的系统，但可能不适用于其他。在这里，我们提出了一个通用的数值方法，随机采样神经网络（RSNN），利用模式识别技术的随机采样矩阵元素的相互作用的多体系统通过自监督学习方法。用几种精确可解的一维模型，包括带横场的伊辛模型、哈伯德模型和自旋- $1/2$ $XXZ$模型，检验了RSNN的适用性.在强关联区或量子相变点附近，即使在弱相互作用区训练相应的RSNN模型，也能获得相当高的能谱、磁化强度和临界指数等精度。所需的计算时间与系统大小成线性关系。我们的研究结果表明，它是可能的，结合现有的数值方法的训练过程和RSNN探索量子多体问题在一个更广泛的参数制度，即使是强关联系统。
2020-11-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el quant-ph
Deterministic quantum trajectory via imaginary time evolution
Theoretical Division, Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室理论部）；Department of Physics, University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校物理系）
本文提出了一种基于虚拟时间演化的确定性方法，用于高效准备量子轨迹，从而克服后选择障碍，实现对单个量子轨迹物理现象的实验探索。
2026-01-06 cond-mat.stat-mech 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
Exact block encoding of imaginary time evolution with universal quantum neural networks
本文提出利用受限和深度玻尔兹曼机量子神经网络，通过精确块编码实现虚时传播子的Trotter展开，从而无需随机优化即可表示多体哈密顿量的精确热态，并证明该拟设在虚时演化下封闭且可表示通用量子门操作。
2024-03-25 math-ph math.MP quant-ph
Interfacing branching random walks with Metropolis sampling: constraint release in auxiliary-field quantum Monte Carlo
本文提出将分支随机游走与广义Metropolis采样无缝接口，在AFQMC中实现约束释放以减小系统误差，并在原子分子计算中获得近精确结果。
2023-05-16 cond-mat.str-el physics.chem-ph physics.comp-ph
Fast Converging Path Integrals for Time-Dependent Potentials II: Generalization to Many-body Systems and Real-Time Formalism
基于先前发展的计算具有含时势的系统的传播子的短时展开的递归方法及其对简单单粒子系统的含时推广，本文将该形式主义完全推广到含时势中具有多个自由度的一般量子系统。此外，我们还提出了一个递归的方法，速度无关的部分的有效势，这是必要的计算对角振幅和配分函数，以及扩展的实时形式主义，这使得研究量子系统的动力学性质。这里开发的递归方法允许分析推导的短时间扩展到以前无法访问的订单，使用实现的SPEEDUP符号计算代码。通过在虚拟和实时处理几种模型，分析得出的结果进行了广泛的数值验证。
2011-03-04 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
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
