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硅电子能带结构的量子计算
过去十年中，量子架构的发展启发了物理学和量子化学中的混合经典量子算法，这些算法有望在量子计算时代完全到来之前模拟超出现代经典计算机能力的费米子系统。最近，人们进行了大量的研究，以获得能够准确表示化学系统的最小深度量子电路。在这里，我们展示了量子化学中使用的前所未有的方法，这些方法旨在在量子处理器上模拟分子，可以扩展到计算周期性固体的性质。特别是，我们提出了实现变分量子特征求解算法的最小深度电路，并首次成功地使用它在量子机上计算硅的能带结构。我们坚信，在基于云的平台上进行的量子实验将刺激对高级量子材料可扩展电子结构计算的更深入研究。
揭示比热中量子振荡的双峰结构
量子振荡现象是理解量子物质电子结构的重要工具。本文我们系统地研究了天然石墨中电子比热容 C el 的量子振荡。我们发现，单个自旋朗道能级与费米能级的交叉产生了双峰结构，这与 Lifshitz-Kosevich 理论预期的单峰形成鲜明对比。有趣的是，双峰结构是由自由电子理论中 C el / T 的核心项预测的。C el / T 代表宽度为 4.8 k BT 的光谱音叉，可以随意调谐至共振。使用巧合法，双峰结构可用于准确确定量子材料的朗德 g 因子。更一般地，音叉可用于揭示由磁场调谐的费米子态密度中的任何峰，例如重费米子化合物中的 Lifshitz 跃迁。
su中的金属绝缘体过渡和量子磁力（3 ...
3插入，用三个可能的自旋弹道在平均每个位置一个粒子的平均晶格上进行建模。我们提供了一个量子临界点的明确证据，将非磁性均匀金属相与存在长期“自旋”顺序的制度分开。通过不同的摩avors的规则，远程交替的多个连续过渡到磁性状态，随着相互作用强度的提高，其对称性会变化，显着地扩展了海森堡限制到巡回效率的先前工作。除了丰富的量子磁性外，与通常的SU（2）模型相比，这种重要的物理系统还允许研究整数填充和相关的Mott过渡，从而脱离了嵌套的距离。我们的结果还为解释当前和未来的实验提供了关于费米金碱 - 地球原子以及SU（N）物理学的其他实现的重要一步。
用于电子结构计算的量子比特耦合簇单和双变分量子特征求解器假设
摘要 用于电子结构计算的变分量子特征值求解器 (VQE) 被认为是近期量子计算的主要潜在应用之一。在所有提出的 VQE 算法中，酉耦合团簇单双激发 (UCCSD) VQE 拟定实现了高精度并引起了很多研究兴趣。然而，基于费米子激发的 UCCSD VQE 在使用 Jordan-Wigner 变换时需要额外的宇称项。这里我们引入了一种新的基于粒子保留交换门的 VQE 拟定器来实现量子比特激发。对于全到全连接，所提出的 VQE 拟定器的门复杂度上界为 O(n4)，其中 n 是哈密顿量的量子比特数。使用所提出的 VQE 假设对简单分子系统（如 BeH 2、H 2 O、N 2、H 4 和 H 6）进行数值计算，可以得到非常准确的结果，误差约为 10 − 3 Hartree。
量子力学和量子场中的 5 路径积分...
路径积分图景之所以重要，有两个原因。首先，它提供了量子力学的另一种补充图景，其中经典极限的作用显而易见。其次，它为研究微扰理论不充分或完全失效的领域提供了一条直接途径。在量子力学中，解决此类问题的标准方法是 Wentzel、Kramers 和 Brillouin 的 WKB 近似。然而，将 WKB 近似推广到量子场论是极其困难的（甚至是不可能的）。相反，费曼路径积分的非微扰处理（在量子力学中等同于 WKB）可以推广到量子场论中的非微扰问题。在本章中，我们将仅对玻色子系统（如标量场）使用路径积分。在后续章节中，我们还将对路径积分进行全面的讨论，包括它在费米子场、阿贝尔和非阿贝尔规范场、经典统计力学和非相对论多体系统中的应用。
量子耦合群集单打和双倍的量子量子本质量ANSATZ用于电子结构计算
用于电子结构计算的变异量子本质量（VQE）被认为是近期量子计算的主要潜在应用。在所有拟议的VQE算法中，统一的耦合群集单打和双打激发（UCCSD）VQE ANSATZ达到了很高的准确性，并获得了很多研究兴趣。但是，使用Jordan-Wigner Transformation时，基于费米子激发的UCCSD VQE需要额外的术语。在这里，我们基于保留粒子的交换门引入了一个新的VQE ANSATZ，以实现量子激励。所提出的VQE ANSATZ的栅极复杂性向上延伸至O（n 4），其中n是哈密顿量的量子数。使用拟议的VQE ANSATZ使用简单分子系统（例如BEH 2，H 2 O，N 2，H 4和H 6）的数值结果，在约10-3 Hartree的误差中非常准确地结果。
![arxiv：2502.06156v1 [hep-ph] 2025年2月10日](/simg/g:\will\search\icon\source\9\9a696f0e9a16670e0a2ea3e17bf7d3386f70316f.webp)
arxiv：2502.06156v1 [hep-ph] 2025年2月10日
我们表明，在没有其轴向电流的情况下，无法实验观察量子固有的轨道角动量（IOAM）效应。广义地说，我们认为轴向电流密度的螺旋或干扰性特征决定了任何时空相关的量子系统中非线性或隧道效应的发生。我们的发现是一个综合理论框架，该框架涉及Keldysh理论的限制，并为量子系统的角度动量特性提供了新的见解，尤其是在隧道主导的方案中。使用Wigner函数方法，费米子广义的两级模型和浆果相模拟，我们预测即使在纯量子隧道过程中，IOAM效应也可以持续。这些结果为未来的高强度QED实验（例如使用X射线游离电子激光器的ioAM效应）进行了实验性验证打开了大门。
非平衡稳态下的广泛长程纠缠
纠缠测度是定量描述非平衡量子多体系统的有力工具。我们研究了在存在散射体的情况下，零温度下典型的非相互作用费米子一维模型的载流稳态中的纠缠。我们表明，位于散射体相对侧且与散射体距离相近的不相交间隔无论它们的分离程度如何，都保持体积定律纠缠，以它们的费米子负性和相干信息来衡量。间隔的互信息（量化它们之间的总相关性）遵循类似的缩放比例。有趣的是，这种缩放比例特别意味着，如果其中一个间隔的位置保持不变，则相关性测度将非单调地依赖于间隔之间的距离。通过推导这些量的广义项的精确表达式，我们证明了它们对散射概率的简单函数依赖性，并证明了强长程纠缠是由偏压窗口内传播粒子的透射和反射部分之间的相干性产生的。该模型的通用性和简单性表明，这种行为应该表征一大类非平衡稳态。
在嘈杂...
量子信息处理任务需要外来量子状态作为先决条件。它们通常使用针对特定资源状态的许多不同方法制备。在这里，我们基于由随机耦合的费米子节点组成的驱动量子网络提供多功能的统一准备方案。然后，借助线性混合，将权重和相位训练以获得所需的输出量子状态，然后将这种系统的输出进行超大。我们明确表明我们的方法很健壮，可以用来创建几乎完美的最大纠缠，中午，W，集群和不和谐状态。此外，该处理包括系统中的能量衰减以及去极化和去极化。在这些嘈杂的条件下，我们表明，通过调整可控参数并为量子网络的驱动提供高度的强度，可以通过高度实现目标状态。最后，在非常嘈杂的系统中，噪声与驱动强度相当，我们通过在较大的网络中混合更多状态来展示如何集中纠缠。
JHEP01(2025)025
摘要：我们在机器学习框架内研究了从量子纠缠中产生的 AdS 黑洞时空的体积重建。利用神经常微分方程和蒙特卡罗积分，我们开发了一种针对连续训练函数量身定制的方法，以从纠缠熵数据中提取一般各向同性体积度量。为了验证我们的方法，我们首先将我们的机器学习算法应用于从 Gubser-Rocha 和超导体模型中得到的全息纠缠熵数据，这些模型是全息中强耦合物质的代表性模型。我们的算法成功地从这些数据中提取了相应的体积度量。此外，我们通过使用半填充费米子紧束缚链的纠缠熵数据将我们的方法扩展到多体系统，以临界一维系统为例，并得出相关的体积度量。我们发现紧束缚链和 Gubser-Rocha 模型的度量相似。我们推测这种相似性是由于这些模型的金属性质。