Driving interactions efficiently in a composite few-body system
我们研究如何有效地控制一个相互作用的少体系统组成的三个谐波被困玻色子。具体来说，我们调查的过程中调制粒子间的相互作用，以驱动一个最初的非相互作用的状态，强相互作用的一个，这是一个选定的哈密顿本征态。我们还表明，对于不平衡的子系统，其中一个可以单独控制不同的物种间和物种内的相互作用，复杂的动力学起源时的对称性的基态相分离被打破。然而，由于驱动动力学太快会导致最终状态的不必要的激发，我们使用绝热性的捷径来优化驱动过程，这些捷径旨在减少相互作用斜坡结束时的这些激发，确保达到目标本征态。
2019-08-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Efficiently preparing chiral states via fermionic cooling on bosonic quantum hardware
本文提出一种利用模拟浴绝热冷却的协议，在玻色子量子硬件上高效制备费米子哈密顿量的低能态，实现线性冷却速率，并能制备Kitaev模型的手性拓扑相，且抗噪声。
2025-03-30 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum many-body dynamics for fermionic t-J model simulated with atom arrays
International Center for Quantum Materials and School of Physics, Peking University（北京大学量子材料中心与物理学院）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；International Quantum Academy, Shenzhen（深圳国际量子学院）
本文提出利用原子阵列实现高度可调的扩展t-J模型，探索大J/t极限下的量子多体动力学，预测了由本地量子纠缠引发的多体自锁效应，为研究奇特量子多体物理提供了新途径。
2025-07-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Simulating adiabatic evolution of gapped spin systems
我们表明，绝热演化的低维晶格的量子自旋与光谱间隙可以有效地模拟。特别地，我们证明了只要基态和第一激发态之间的谱隙ΔE是与自旋总数n无关的任意常数，那么局域算符（如关联函数）的基态期望值就可以用多项式空间和时间资源来计算.我们的结果还意味着，任何两个自旋模型在同一个量子相位的局域基态性质可以有效地获得对方。这些结果的一个结果是，绝热量子算法可以有效地模拟，如果光谱间隙不与n成比例。我们描述的模拟方法发生在海森堡图片，并没有使用的相关态/矩阵乘积态形式主义。
2007-02-08 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum simulation of a three-body interaction Hamiltonian on an NMR quantum computer
将平均哈密顿量理论扩展到量子计算，可以设计任意的哈密顿量，允许在一个大的希尔伯特空间中旋转。这样，任何量子系统的运动学和动力学都可以通过量子计算机来模拟。系统之间的基映射决定了在模拟系统中实现所需哈密顿量所需的量子计算机中的平均哈密顿量。该程序的灵活性说明与13-C标记的丙氨酸的NMR通过创建对应于三体相互作用的非物理哈密顿量ZZZ。
1999-08-03 quant-ph
Optical one-way quantum computing with a simulated valence-bond solid
单向量子计算通过顺序测量纠缠多自旋资源状态中的各个自旋（量子位）来进行。然而，有效地产生这种资源状态仍然是一个挑战。有没有可能把产生这些态的任务简化为简单地把量子多体系统冷却到它的基态？团簇态是单向量子计算的典型资源，它并不自然地作为物理系统的基态出现。这导致了一个重大的努力，以确定替代资源状态出现在自旋晶格的基态。一个有吸引力的候选者是阿弗莱克，肯尼迪，利布和田崎（AKLT）描述的价键固体状态。它是自旋为1的链上的两体哈密顿量的唯一的带隙基态，并且可以用作单向量子计算的资源。在这里，我们实验产生一个光子AKLT状态，并使用它来实现单量子位量子逻辑门。
2010-04-28 cond-mat.str-el quant-ph
Efficiently learning non-Markovian noise in many-body quantum simulators
本文提出在多体量子模拟器中通过高斯假设高效学习非马尔可夫噪声的方法，利用产品态和单量子比特门实现低样本复杂度的噪声学习。
2025-11-20 quant-ph
Families of pure PEPS with efficiently simulatable local hidden variable models for most measurements
量子信息理论中的一个重要问题是理解是什么使得纠缠量子系统非局域或难以有效地模拟。在这项工作中，我们考虑的情况下，各方有机会获得一组有限的测量对他们的粒子，并构建纠缠量子态，这些测量基本上是经典的。特别是，给定一个足够大的希尔伯特空间上的任何一组局部测量，其对偶严格包含（即包含一个开邻域）一个纯态，我们使用PEPS形式主义和广义概率理论的思想来构建纯多方纠缠态，这些纠缠态具有（a）局部隐变量模型，并且（b）可以有效地进行经典模拟。我们认为，我们构造的例子不能有效地使用以前的技术进行经典模拟。在没有测量限制的情况下，我们构造的态是非局域的，并且在某些原理证明的情况下，对于基于测量的量子计算是通用的。
2014-12-17 quant-ph
Efficiently contractable quantum circuits cannot produce much entanglement
我们显示了两种不同的经典模拟方法之间的相似性测量为基础的量子计算-一个依赖于低纠缠（树张量网络）表示的计算机的状态，和其他张量收缩方法的基础上的拓扑结构的图形状态。我们利用这种相似性来说明，任何可以通过张量收缩有效模拟的量子线路都不能产生太多的纠缠。
2008-02-08 quant-ph
Tensor Network Efficiently Representing Schmidt Decomposition of Quantum Many-Body States
本文提出 Schmidt TNS，用线性复杂度的张量网络和正定 MPS 表示有限及无限量子多体态的 Schmidt 分解，并在阻挫准一维自旋模型中验证其高效性。
2023-07-17 cond-mat.str-el physics.comp-ph quant-ph
RBM-Based Simulated Quantum Annealing for Graph Isomorphism Problems
针对图同构问题中传统模拟退火在大型图上采样效率低的问题，提出基于RBM的变分模拟量子退火方法，利用人工神经网络参数化量子多体系统以提升搜索精度与采样效率。
2025-05-04 quant-ph
Quantum Schur Sampling Circuits can be Strongly Simulated
置换量子计算（PQC）[ \emph{Quantum~Info.~Comput.}，\textbf{10}，470- 497，（2010）]是一种自然的量子计算模型，其用于捕获量子计算的非经典方面。支持这一猜想的一个论点是，没有有效的经典算法来估计杨氏正交形式的$S_n$不可约表示矩阵的矩阵元素，这对应于一大类PQC电路的跃迁幅度。这个问题可以用PQC机在多项式时间内解决，但以前没有有效的经典算法。在这里，我们给出了一个经典的算法，有效地近似的过渡幅度多项式的加性精度，从而解决了这个问题。我们进一步扩展我们的讨论表明，更广泛的一类量子线路-量子舒尔采样电路-的跃迁幅度也可以有效地估计经典。
2018-05-16 quant-ph
The Dynamics of 1D Quantum Spin Systems Can Be Approximated Efficiently
在这封信中，我们证明了对于具有哈密顿量H的n个量子自旋的一维晶格，传播子e^{itH}的任意好的近似可以用n中的多项式计算资源和误差ε以及|t|中的指数资源来获得。我们的证明利用了数值重整化群算法（如密度矩阵重整化群）所利用的相关态/矩阵乘积态形式。这一结果有两个直接后果。首先，维达尔的时间依赖密度矩阵重整化组将只需要多项式资源来模拟一维量子自旋系统的对数|t|。第二个结果是，具有对数|t|的连续时间一维量子线路可以在经典计算机上有效地模拟，尽管在离散化之后，这样的电路具有多项式深度。
2006-08-16 cond-mat.str-el quant-ph
Augmenting Density Matrix Renormalization Group with Matchgates and Clifford circuits
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道研究所）；Beijing Normal University（北京师范大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文提出MCA-MPS方法，结合匹配门和克莱因电路提升密度矩阵重整化群的计算精度。
2025-12-20 cond-mat.str-el quant-ph
Entanglement of formation of mixed many-body quantum states via Tree Tensor Operators
我们提出了一个数值策略，以有效地估计二分纠缠措施，特别是形成纠缠，多体量子系统的晶格。我们的方法利用了树张量算子张量网络，一个积极的无环表示密度矩阵，我们证明，有效地编码信息的二分纠缠，使规模的纠缠估计。采用这种技术，我们观察到一个有限尺寸标度律的纠缠形成在一维临界晶格模型在有限温度下高达128自旋，扩展到混合状态的比例律的纠缠熵。
2021-11-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Efficient construction of tensor-network representations of many-body Gaussian states
我们提出了一个程序来构造张量网络表示的多体高斯态有效和可控的误差。这些状态包括玻色子和费米子二次哈密顿算符的基态和热态，它们在量子多体系统的研究中是必不可少的。该程序提高了计算时间的要求，构建多体高斯状态的五个数量级的合理的参数值，从而使模拟超出了迄今为止可行的范围。我们的程序结合了高斯量子信息理论与基于张量网络的数值方法，从而打开了利用丰富的工具包高斯方法在张量网络模拟的可能性。
2020-08-31 cond-mat.str-el quant-ph
Time evolution of controlled many-body quantum systems with matrix product operators
Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学）；LAAS-CNRS, Université de Toulouse（图卢兹大学 LAAS-CNRS）
本文提出利用矩阵乘积算符和切比雪夫多项式方法，高效描述多体受控量子系统的时序演化，并应用于量子最优控制中的门合成问题。
2025-09-08 quant-ph
Strange attractor simulated on a quantum computer
我们表明，耗散经典动力学收敛到一个奇异吸引子可以在量子计算机上模拟。这样的量子计算允许有效地调查小尺度结构的奇异吸引子，产生新的信息无法访问的经典计算机。这为自然界中各种耗散过程的量子模拟开辟了新的可能性。
2002-08-16 cond-mat nlin.CD quant-ph
Efficient Representation of Quantum Many-body States with Deep Neural Networks
量子多体问题的挑战来自于表示大尺度量子态的困难，这通常需要指数数量的参数。最近，在量子多体状态和神经网络表示（\textit{arXiv:1606.02318}）之间建立了联系。一个重要的未决问题是深度和浅层神经网络的表征能力是什么，由于深度学习方法的流行，这是一个根本性的问题。在这里，我们给出了一个严格的证明，即深度神经网络可以有效地表示大多数物理状态，包括由任何多项式大小的量子线路或具有多项式大小间隙的许多体哈密顿的基态产生的状态，而通过受限玻尔兹曼机的浅网络不能有效地表示这些状态，除非计算复杂性理论中的多项式层次崩溃。
2017-01-18 cond-mat.dis-nn quant-ph
A rapidly mixing Markov chain from any gapped quantum many-body system
该研究建立了有隙局域哈密顿量逆谱隙与对应连续时间马尔可夫链混合时间的关联，借助固定节点哈密顿量构造拓展了适用范围，数值实验验证其在56量子比特霍尔丹-沙斯特里哈密顿量基态采样中混合速度快于标准梅特罗波利斯-黑斯廷斯链。
2023-10-30 cond-mat.str-el quant-ph
Efficient simulation of one-dimensional quantum many-body systems
我们提出了一种数值方法来模拟量子自旋链和系统的时间演化，根据局部相互作用的哈密顿量。该方案的效率取决于模拟进化中涉及的纠缠量。数值分析表明，这种方法可以用来，例如，有效地计算足够规则，但在其他任意一维量子多体系统的低能量动力学的时间依赖性。
2003-10-14 quant-ph
Quantum simulated annealing
量子计算机是否能够有效地解决NP完全问题的问题是开放的，尽管有迹象表明BQP不包含NP。尽管如此，这些问题中的许多都是量子计算机解决方案的自然候选者。我们概述了旅行推销员问题，它允许其预期的多时间的量子计算机上的解决方案的概率任意接近统一，有足够的能量资源，并受到一个弱的非简并约束的距离的形式主义。对其他问题的应用也进行了讨论。
2002-12-09 quant-ph
Commuting quantum circuits: efficient classical simulations versus hardness results
对由交换门组成的量子线路的研究对于理解量子计算和经典计算之间的微妙界限特别有用。事实上，虽然是一个受限制的类别，但交换电路表现出真正的量子效应，如纠缠。在本文中，我们表明，计算能力的交换电路表现出令人惊讶的丰富的结构。首先，我们表明，每个2-本地交换电路作用于d-能级系统，其次是单量子点测量可以有效地模拟经典的高精度。与此相反，我们证明，这样强的模拟是很难为3-本地电路。使用采样方法，我们进一步表明，所有由指数泡利算子e^{iθP}组成的交换电路可以有效地进行经典模拟时，其次是单量子比特的测量。最后，我们表明，交换电路可以有效地模拟某些非交换过程，特别是有关恒定深度的量子线路。这证明了交换电路的能力超越了经典计算。
2012-04-20 quant-ph
Simulation of four-body interaction in a nuclear magnetic resonance quantum information processor
四体相互作用在多体系统中起着重要的作用，它可以表现出有趣的相变行为。从历史上看，有效地模拟量子系统的需求导致了量子计算机的想法。在这封信中，我们报告了四量子位核磁共振量子信息处理器中的四体相互作用的实验演示。强调制脉冲用于实现自旋选择激发。结果表明，理论与实验之间有很好的一致性。
2007-04-10 quant-ph
Tunable three-body coupler for superconducting flux qubits
多体相互作用的实现在量子信息的各个领域都是相关的。我们提出了一种超导器件，实现了超导量子比特之间的强和可调的三体相互作用，与消失的两体相互作用和鲁棒性对噪声和电路参数的变化。这些属性的基础上的Born-Oppenheimer近似，一个两级模型的偶合电路，和数值对角化的计算证实。在模拟的三量子比特量子退火实验中，该电路表现为理想的计算基ZZZ耦合器。这项工作将与先进的量子退火协议以及量子计算机和模拟器中高阶多体相互作用的未来发展相关。
2019-10-04 quant-ph
Preparation of many-body states for quantum simulation
虽然量子计算机能够有效地模拟许多量子系统，但模拟算法必须从准备适当的初始状态开始。提出了一种在实空间中的晶格上产生物理相关的量子态的方法。特别地，本算法能够制备任意数量粒子的一般纯态和混合多粒子态。它依赖于从第二量化状态转换到第一量化状态的过程。该算法是有效的，因为它在时间上运行，在系统的所有基本描述符，如粒子的数量，晶格的分辨率，和最大最终误差的倒数是多项式。这种缩放的假设下，要准备的波函数是有界的或其不定积分已知，系统的福克算子是有效的模拟。
2009-05-29 quant-ph
Will boson-sampling ever disprove the Extended Church-Turing thesis?
玻色子采样是一种高度简化但非通用的实现光量子计算的方法。Aaronson和Arkhipov指出，除非多项式层次崩溃，否则该协议无法有效地进行经典模拟，这在计算复杂性理论中是一个令人震惊的结果。基于此，许多作者声称实验玻色子采样将提供反对或反驳扩展丘奇-图灵命题的证据-任何物理上可实现的系统都可以在图灵机上有效地模拟。我们反对这种说法的基础上，根据一般的，物理上现实的独立误差模型，玻色子采样不实施一个可证明的困难的计算问题，在大型系统的渐近极限。
2014-05-26 quant-ph
Bulk Geometry of the Many Body Localized Phase from Wilson-Wegner Flow
张量网络是将一组自由度转换为另一组自由度的强大形式。它们在分析共形场论中体/边界对应的几何学中得到了大量的应用。在这里，我们开发了一个张量网络版本的威尔逊-韦格纳重整化群流方程，有效地生成一个酉张量网络，对角化多体本地化的哈密顿量。把这个幺正张量网络当作一个体几何来处理，我们发现这个涌现几何对应于破碎的视界图像：网络的周长随着进入体的距离呈指数收缩，空间上遥远的点在很大程度上是不连通的。
2019-09-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el quant-ph
Simulating many-body lattice systems on a single nano-mechanical resonator
我们表明，晶格系统，如玻色-哈伯德模型，可以模拟在一个单一的纳米或微米机械谐振器，通过利用其许多模式。通过将机械模式耦合到一对光学或带状线谐振器的模式来设计现场哈密顿量，并且以类似的方式设计晶格位置之间的连接。晶格网络结构被编码在驱动谐振器的场的频率分量中。这种三谐振器配置还允许在纳米谐振器上进行通用量子计算。
2012-09-12 quant-ph
Quantum simulation of many-body spin interactions with ultracold polar molecules
我们提出了一种基于超冷极性分子的多体自旋相互作用的量子模拟体系结构。我们的方法采用数字量子模拟，即，模拟系统的动力学由量子模拟器以频闪模式再现，并且允许模拟相干动力学和耗散动力学。我们讨论实现Kitaev的复曲面代码哈密顿量，一个范式模型，涉及四体相互作用，我们分析了实验实施的要求。
2015-02-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Measuring entanglement without local addressing in quantum many-body simulators via spiral quantum state tomography
Nihon University（日本大学）；Aoyama Gakuin University（青山学院大学）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；Waseda University（早稻田大学）
本文提出一种高效量子态重构方法，无需局部地址化即可测量量子多体态的纠缠特性，如纠缠熵，在多种实验条件下均表现优异。
2026-03-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Optimal dynamical control of many-body entanglement
制备高度纠缠的多体系统是基础科学和应用科学的核心挑战之一。粒子间相互作用和环境耦合的复杂性随着待纠缠子系统的数量迅速增加，使得对多体量子系统的控制要求更加严格。我们提出了一种方法，允许在一个纯粹的代数方式获得最优控制哈密顿。这些驱动一个复合量子系统迅速进入高度纠缠态，这种纠缠态对于给定的相互作用机制可以最有效地产生，并且具有对抗退相干的强大纠缠。
2009-10-26 quant-ph
Tailoring many-body entanglement through local control
以多体纠缠测度为目标泛函，构造了最优的时间局域控制脉冲。基本的控制哈密顿量是以纯代数的方式导出的，由此产生的脉冲将复合量子系统迅速驱动到高度纠缠的状态，这种状态可以针对给定的相互作用机制最有效地创建，并且具有对退相干鲁棒的纠缠。此外，它表明，控制方案是不敏感的实验缺陷在一阶。
2012-04-02 quant-ph
Phase space simulation method for quantum computation with magic states on qubits
我们提出了一种基于准概率分布采样的有限维量子系统的经典模拟方法，即，广义维格纳函数我们的构造适用于所有有限维，最有趣的情况是量子比特。对于多量子比特，我们发现，如果幻态的准概率分布是非负的，那么利用Clifford门和Pauli测量对幻态进行量子计算可以有效地进行经典模拟.这提供了相应结果的迄今为止缺失的量子位对应物[V.Veitch等人，New J.Phys.14，113011（2012）]仅适用于奇数维。我们的方法比以前的基于稳定剂状态的混合物更一般。也就是说，所有稳定状态的混合都可以被有效地模拟，但是对于任何数量的量子比特，在稳定多面体之外也存在有效地可模拟的状态。此外，我们的模拟方法扩展到负准概率分布，在那里它提供幅度估计。然后，仿真成本与鲁棒性度量的平方成比例。对于所有的量子态，这种鲁棒性小于或等于魔的鲁棒性。
2020-03-08 quant-ph
Entanglement-Optimal Trajectories of Many-Body Quantum Markov Processes
我们开发了一种新的方法，旨在解决开放的量子多体系统的运动方程。它是基于广义波函数轨迹和矩阵乘积状态的组合。我们引入了一个自适应量子随机传播子，它使多体量子态中的期望纠缠最小化，从而使每个轨迹的矩阵乘积态表示的计算代价最小化.我们说明了这种方法的一个一维开放的布朗电路的例子。我们表明，当在不同传播子之间变化时，该模型显示面积定律和体积定律之间的纠缠相变，并且我们的方法自主找到了有效表示的面积定律解开。
2022-05-16 quant-ph
Single shot simulations of dynamic quantum many-body systems
单粒子密度是由给定的多体波函数计算得到的最基本的量。它提供了当对一个实验的许多实现取平均值时在给定位置找到一个粒子的概率。然而，超冷原子实验的单次实验结果是由$N$粒子概率密度决定的。这种差异可能导致令人惊讶的结果。例如，具有确定粒子数的独立玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）会形成干涉条纹，尽管根据单粒子密度[1-4]预计不会出现条纹。通过绘制与$N$ -粒子概率密度的随机偏差，可以从第一原理模拟单个实验射击[1，3，5]。然而，到目前为止，获得现实的时间相关的多体系统的$N$粒子概率密度的表达式是难以捉摸的。在这里，我们展示了如何单实验拍摄的一般超冷玻色子系统可以模拟的基础上的多体薛定谔方程的数值解。我们展示了如何充分计数分布的观测量，涉及任何数量的粒子可以获得和如何关联函数的任何顺序可以评估。作为例子，我们显示的干涉条纹的外观相互作用的独立BEC，波动的强烈吸引BEC的碰撞，随机波动的旋涡在旋转系统中的外观和质心波动的吸引BEC在谐波陷阱。所描述的方法是广泛适用于玻色子多体系统，其现象是由信息驱动，通常是在低阶关联函数。
2015-01-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Many-Body Physics with Trapped Ions
由于在自然复杂的环境中缺乏对相关参数的精确控制，因此无法直接实验获得一些最有趣的量子现象。在传统计算机上模拟它们是不可能的，因为叠加态或纠缠产生的量子行为不能有效地翻译成经典语言。然而，人们可以通过实验模拟另一个量子系统中感兴趣的量子行为来更深入地了解复杂的量子动力学，在另一个量子系统中，可以控制相关参数和相互作用，并充分检测到鲁棒效应。本文报道了用囚禁离子模拟量子多体物理的实验研究进展。
2011-06-14 quant-ph
Exploiting Quantum Parallelism To Simulate Quantum Random Many-Body Systems
我们提出了一个算法，利用量子并行模拟量子系统中的随机性。在我们的方案中，所有可能的实现的随机参数的量子力学编码的叠加态的辅助系统。我们展示了我们的算法如何允许量子随机自旋链的动力学与已知的数值方法的有效模拟。我们还提出了一个实验实现的基础上原子的光晶格中的无序可以模拟在平行和控制的方式，通过与另一个原子物种的相互作用。
2005-05-11 cond-mat.other quant-ph
Fast computation of spherical phase-space functions of quantum many-body states
量子器件正在制备越来越复杂的纠缠量子态。如何有效地研究这些状态，鉴于其不断增加的维度？相空间，如维格纳函数提供了一个合适的框架。我们主要研究有限维单量子比特量子态和多量子比特置换对称态的相空间。我们提出的方法来有效地计算相应的相空间函数，这是至少一个数量级的速度比传统的方法。现在，实验学家和理论学家可以利用这些相空间技术有效地研究更大维度的量子多体态。
2020-08-14 quant-ph
Dynamically localized systems: entanglement exponential sensitivity and efficient quantum simulations
我们研究了在量子计算机中存在的两两纠缠，它模拟了一个动态局域系统。我们发现，并发是指数敏感的变化，在模拟系统的哈密顿量。此外，并发对所选量子位的“逻辑”位置呈指数敏感。这些灵敏度可以通过使用少于10个量子比特的量子模拟有效地实验检查。我们还表明，有效的量子模拟的可行性是深深连接到模拟系统的动力学制度。
2004-05-11 quant-ph
ShadowGPT: Learning to Solve Quantum Many-Body Problems from Randomized Measurements
ShadowGPT是一种基于生成式预训练Transformer的新方法，通过学习量子实验的随机化测量数据，能够准确预测不同Hamiltonian参数空间下的基态能量、关联函数和纠缠熵等量子多体性质。
2024-11-19 quant-ph
Elucidating Many-Body Effects in Molecular Core Spectra through Real-Time Approaches: Efficient Classical Approximations and a Quantum Perspective
Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；Kent State University（肯特州立大学）；RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS)（理化学研究所跨学科理论与数学科学中心(iTHEMS)）；RIKEN Center for Computational Science (R-CCS)（理化学研究所计算科学中心(R-CCS)）
本文提出高效的经典近似TD-dCC方法和量子视角，用于解析分子核心光谱中的多体效应，通过截断BCH展开构建层次化近似，并展示其在单杂质安德森模型和分子系统中的应用。
2025-11-22 quant-ph
Relation of classical non-equilibrium dynamics and quantum annealing
伊辛模型的非平衡态动力学是一个经典的随机过程，而量子力学没有经典意义上的随机因素。然而，众所周知，这两个进程之间存在着密切的正式关系。我们重新制定这种关系，并使用它来比较模拟退火，使用经典的随机过程和量子退火来解决组合优化问题的效率。结果表明，经典动力学可以有效地模拟量子力学过程，而反过来不一定是真的。这可能意味着量子退火可以被认为是比模拟退火更强大的优化问题的工具。
2015-03-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Eigenstate localization in a many-body quantum system
本文证明了具有少体相互作用和多体迁移率边的广延多体哈密顿量存在本征态局域化，其构造基于对经典低密度奇偶校验码的量子微扰，并可通过测量混合态少体关联函数进行检测。
2024-09-23 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Dynamical localization simulated on a few qubits quantum computer
我们表明，一个量子计算机操作与少量的量子比特可以模拟经典混沌的动力学局域化的系统所描述的量子混沌映射模型。系统的动力学被有效地计算到时间$t\geq \ell$，然后定位长度$\ell$可以通过顺序$1/ν^2$计算机运行以精确度$ν$获得，随后在计算基础上进行粗粒度投影测量。我们还表明，在静态缺陷的存在下，可靠的本地化长度的计算是可能的，而无需纠错的缺陷阈值下降多项式与量子位数。
2002-10-08 cond-mat nlin.CD quant-ph
Boson sampling cannot be faithfully simulated by only the lower-order multi-boson interferences
为了模拟仅通过低阶多玻色子干扰（例如，通过少量的干涉玻色子和经典粒子）是非常流行的想法。我表明，从任何这样的经典模拟的输出数据可以有效地区分从他们试图模拟的量子设备，即使在后者有限的噪声。区分数据集可以是一些大概率的实验估计，提出了一个广泛的类别。这是\textit{Quantum} \textbf{5}，423（2021）的续集，在那里，我提出了更容易理解的主要结果，通过对存在噪声的高阶多玻色子干扰的贡献的额外见解来增强。
2022-04-16 cs.CC math-ph math.MP
Compressing Many-Body Fermion Operators Under Unitary Constraints
用于制备幺正耦合团簇态和应用任意基电子结构哈密顿量的Trotter步骤的最有效的已知量子线路涉及费米子高斯线路和伊辛相互作用类型线路的交错序列。这些电路产生于因式分解二体算子，将这些幺正生成为使用乘积公式模拟的单体算子的平方和。我们介绍了一个数值算法进行这种分解，有一个迭代的复杂性不差于单粒子基变换的两体运算符，往往导致在许多倍的平方和的单体运算符相比，分析分解。作为一个应用程序的数值计算过程中，我们证明，我们的协议可以用来近似通用酉耦合集群运营商和准备必要的高质量的初始状态的技术（如ADAPT-VQE），迭代构造近似的基态。
2021-09-10 physics.chem-ph quant-ph
Fermionic Magic Resources of Quantum Many-Body Systems
Barcelona Supercomputing Center（巴塞罗那超级计算中心）；Institut für Theoretische Physik, Universität zu Köln（科隆大学理论物理研究所）
本研究提出了一种量化费米非高斯性的框架，揭示其在量子多体系统中的复杂性特征和相变行为。
2025-11-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Conservative chaotic map as a model of quantum many-body environment
我们研究了耦合到一个共同的混沌环境中的两个量子比特之间的纠缠动力学，描述了量子踢旋转模型。我们表明，踢转子，这是一个单粒子确定性动力学系统，可以再现一个纯退相多体浴的效果。事实上，在半经典极限下，与被踢旋转体的相互作用可以被描述为随机相位踢，从而在两量子比特系统中诱导退相干。我们还表明，我们的模型可以有效地模拟非马尔可夫环境。
2006-06-08 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
Macroproperties vs. Microstates in the Classical Simulation of Critical Phenomena in Quench Dynamics of 1D Ising Models
该研究通过高度截断的矩阵乘积态模拟一维横场伊辛模型猝灭动力学的临界现象，发现宏观性质模拟无需精确微观态，且混沌系统的局域期望值更易近似，为多体系统经典模拟提供新视角。
2025-01-10 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph quant-ph
Efficient Tensor Network ansatz for high-dimensional quantum many-body problems
我们引入了一种新的张量网络结构，增强了量子多体波函数的树张量网络表示。新的结构满足面积法在高维保持有效的可操作性和可扩展性。我们基准这种新的方法对范式的二维自旋模型表现出前所未有的精度和系统的大小。最后，我们计算了二维晶格里德伯原子在光镊中的基态相图，观察到非平凡相位和量子相变，为当前和未来的二维量子模拟提供了现实的基准。
2020-11-16 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph quant-ph
Provably scalable learning from quantum many-body data via locality
Quantum Laboratory, Fujitsu Research, Fujitsu Limited（Fujitsu 量子实验室、Fujitsu 研究、Fujitsu 有限公司）
提出可扩展的几何局部量子核（GLQK）框架，利用关联指数衰减局部学习量子多体数据，显著降低样本复杂度，为利用实验数据理解量子多体物理开辟新途径。
2026-10-14 cond-mat.stat-mech cs.LG quant-ph
Local integrals of motion and the logarithmic lightcone in many-body localized systems
我们建议根据最近引入的运动积分来定义完整的多体局域化[Alberran等人，arXiv：1407.8480]，其表征系统对局部扰动的时间平均响应。这种运动积分的准定域性意味着一个有效的光锥，它随时间的推移而增长。这随后意味着：（i）平均纠缠熵最多可以在时间上以几何方式从产物状态增长到全局猝灭，以及（ii）以高概率，局部算子在时间间隔$|t|$内的时间演化可以用在$|t|$中多项式缩放的资源来经典地模拟。
2014-12-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Comment on: `Single-shot simulations of dynamic quantum many-body systems' [arXiv:1501.03224]
在他们最近的论文[Nature Physics 15，451（2006）]中，Sakmann和Kasevich研究了超冷玻色气体中条纹图案的形成，并声称：“在这里，我们展示了如何从随时间变化的多体薛定谔方程的数值解中模拟单次激发。“如果他们解决了这个指数复杂的方程，那将是了不起的。相反，他们解决非线性方程的目的是近似的解决方案的薛定谔方程。作者继续批评相空间方法来模拟量子动力学，并声称不可能将截断维格纳（tW）方法的单轨迹解释为单次实验结果。在这里，我们的目的是提供相关的背景，并阐述为什么我们不同意作者的主张。
2016-10-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
