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World File Search System多体问题
解决量子标志结构的神经网络演化策略
馈送前向神经网络是相关多体量子系统的新型变异波函数。在这里，我们提出了一个适用于具有实值波函数的系统的特定神经网络ANSATZ。它的特征是编码具有离散输出的卷积神经网络中量子波函数的最重要的坚固符号结构。通过进化算法实现其训练。我们在两个Spin-1 /2 Heisenberg型号上测试了我们的变异ANSATZ和训练策略，一种在二维方形晶格上，一个在三维的Pyrochlore晶格上。在前者中，我们的安萨兹（Ansatz）以高精度收敛到有序相的分析符号结构。在后者中，这种符号结构是未知的，我们获得的变异能量比其他神经网络状态更好。我们的结果证明了离散神经网络解决量子多体问题的实用性。
塑造我们的天气和气候的过程
背景在一个寒冷的冬天的早晨，我们去厨房，放水壶，不久之后我们就可以享受舒适的热饮。这个奇迹是由于电导体中的基本过程之一：电子 - phonon相互作用。声子是原子的热振动。携带电流的电子会干扰原子核，它们开始变得更加活力，结果是我们所知道的焦点加热。现在可以想象这种现象在自然界中最细的电线中：单个原子的链。这些系统在大约30年的实验上使用技术 - 扫描隧道显微镜之一 - 赢得了诺贝尔奖。从理论上讲，这是一个可怕的困难问题。为什么？因为电子是严格的量子颗粒，而能量交换的一致理论也需要机械地对量子进行处理，同时考虑两者之间的相互作用。这将其变成了量子多体问题，这些是凝结物理学中最困难的问题。
在 ... 上准备开放 XXZ 链的精确特征态
可积模型还可以通过为量子模拟器提供试验台来影响量子计算。虽然人们正在大力开发近期算法，如变分量子特征求解器 (VQE) [11, 12]，以解决多体问题，但目前尚不清楚 VQE 是否可以在近期硬件上实现量子优势。另一方面，在容错量子计算机上获得一般模拟问题的量子优势被认为在量子资源方面成本极其高昂 [13–15]。在嘈杂的中尺度量子 (NISQ) 时代 [16] 之后，早期量子计算机的可积模型的另一个好处是，它们的经典可解量可用于验证和检验目的。因此，研究特殊类别的问题（如可积模型）以更早地展示量子优势是很自然的。关键的第一步是找到解决此类问题的量子算法并量化所需的资源。
![arXiv:2301.07445v4 [quant-ph] 2024 年 12 月 26 日](/simg/g:\will\search\icon\source\b\bdd132f749a6a97661535964b16b7788d56a5a5d.webp)
arXiv:2301.07445v4 [quant-ph] 2024 年 12 月 26 日
由最优参数化量子电路组成的变分量子算法有望在嘈杂的中尺度量子 (NISQ) 时代展现量子优势。除了经典的计算资源外，不同类型的量子资源在计算过程中也有贡献，例如信息置乱和纠缠。描述特定问题的复杂性与解决这些问题所消耗的量子资源之间的关系有助于我们理解量子信息处理背景下的 VQA 结构。在本文中，我们专注于量子近似优化算法 (QAOA)，该算法旨在解决组合优化问题。我们分别研究了 QAOA 电路中的信息置乱和纠缠，发现对于更难的问题，在大多数情况下，QAOA 电路需要更多的量子资源才能获得解。我们注意到，在未来，我们的结果可用于通过计算过程中的信息置乱或纠缠积累来基准化量子多体问题的复杂性。
在量子计算机上模拟费米子水库
驱动的多体问题仍然是量子力学中最具挑战性的未解决问题之一。量子计算机的出现可能为有效模拟此类驱动的系统提供了独特的平台。但是，对于如何设计水库有很多选择。可以简单地用Ancilla Qubits充当储层，然后通过算法冷却进行数字模拟。一种更具吸引力的方法，它允许人们模拟有限的储层，它是整合自由度的浴室，并通过主方程来描述驱动的散文系统，该系统也可以在量子计算机上进行模拟。在这项工作中，我们考虑了由电场驱动并耦合到费米子恒温器的晶格上的非相互作用电子的特殊情况。然后，我们提供两个不同的量子电路：第一个使用Trotter步骤重建系统的完整动力学，而第二个则在单个步骤中消散了最终的非平衡稳态。我们在IBM量子体验上运行两个电路。对于电路（i），我们最多达到了5个trotter步骤。当部分重置在量子计算机上可用时，我们希望最大的模拟时间可以显着增加。此处开发的方法提出了可以应用于模拟相互作用驱动的系统的概括。
相变和关键现象1简介
统计物理学在多体问题中以微观量表的粒子本身的动力学与宏观集体行为之间提供了联系。这样做，对系统属性的分析是感兴趣的。这些属性可以被概念化为密度，因为它们与自由能W.R.T.的第一个衍生物相对应。相关领域或作为敏感性，与相关自由能的第二个衍生物相对应，这通常是在没有领域的情况下实现的。通常，这些功能是平稳的，但是在突然变化的情况下，系统内有相变[1]。本报告将通过首先分析水的相图，然后再分析简单的铁磁铁的相位图来解释相变的模糊表述，以了解相变的原理。随后，提供了相变的定义，而磁系统的相图则强调了Ehrenfest和Landau的分类。ehrenfest特别使用了自由能衍生物的不连续性的描述作为相变的定义，而Landau则描述了通过对称断裂的相变，从而允许订单参数的概念。专注于磁系统的ISING模型，相图说明了区分一阶和二阶转换的相变。此报告
量子计算机上的对称性破坏/对称性保持电路和对称性恢复
摘要 我们在此讨论在量子计算机上处理量子多体问题时与其对称性相关的一些方面。回顾了与对称性守恒、对称性破缺和可能的对称性恢复有关的几个特点。在简要讨论了一些与多粒子系统相关的标准对称性之后，我们讨论了在量子分析中直接编码某些对称性的优势，特别是为了减少量子寄存器大小。然而众所周知，当自发对称性破缺发生时，使用对称性破缺状态也可以成为一种独特的方式来纳入特定的内部相关性。这些方面是在量子计算的背景下讨论的。然而，只有当最初破缺的对称性得到适当恢复时，才能精确描述量子系统。介绍了几种在量子计算机上执行对称性恢复的方法，例如，通过 Grover 算法净化状态、结合使用 Hadamard 测试和 oracle 概念、通过量子相位估计和一组迭代独立的 Hadamard 测试进行对称性过滤。
Spiers 纪念讲座：量子化学、经典启发式和量子优势
本文是关于化学物质的量子模拟。虽然这是一篇化学期刊上关于法拉第讨论的介绍性文章，但实际上它是为两个读者群撰写的：量子化学家和量子信息理论家。这是因为，尽管近年来量子化学和量子信息理论的交集越来越多，但一个领域的从业者往往对另一个领域的观点了解有限。本文的一个目的是描述量子化学家对化学物质中量子多体问题的直觉。这种直觉指导了当今对改进方法及其应用的研究。另一个目的是给出一个关于量子化学的有利观点，希望能够强调量子信息理论家的一些关注点，我们相信这对量子化学的未来发展有用。量子信息论是一个具有可证明结果的数学领域，而量子化学主要是经验领域。由于作者是量子化学家，本文以量子化学的非正式风格撰写。在某些情况下，它提供了作者的（非严谨的）个人意见。直觉和意见显然不是定理，但我们希望它们能够在前进的道路不明朗时成为有价值的路标。
![arXiv:2104.08181v2 [quant-ph] 2021 年 11 月 25 日](/simg/g:\will\search\icon\source\e\e678bfa6a26a3bf97581ae01abe348a619519822.webp)
arXiv:2104.08181v2 [quant-ph] 2021 年 11 月 25 日
汉密尔顿量 H 的生成函数定义为 F ( t ) = ⟨ e − itH ⟩ ，其中 t 是时间，期望值取自给定的初始量子态。此函数可以访问不同阶数 K 的汉密尔顿量 ⟨ HK ⟩ 的不同矩。F ( t ) 的实部和虚部可以在量子计算机上分别使用一个额外的辅助量子位来评估，该辅助量子位对时间 t 的每个值都有一组测量值。量子比特的低成本使其在量子比特数量有限的近期非常有吸引力。假设可以使用量子设备精确计算生成函数，我们将展示如何在经典计算机上后验地使用此函数的信息内容来解决量子多体问题。说明了几种经典的后处理方法，旨在预测近似基态或激发态能量和/或近似长期演化。这种后处理可以使用基于 Krylov 空间的方法和/或与虚时间演化密切相关的 t 展开方法来实现。使用配对和费米-哈伯德模型在多体相互作用系统中说明了混合量子-经典计算。
在二维中观察多体群空间动力学
量子多体模拟提供了一种简单的方法，可以理解基本物理学并与量子信息应用联系。然而，从实现的希尔伯特空间规模呈指数增长的情况下，实际空间中的几个体探针的表征通常是不可能解决的，无法解决诸如量子批判行为和多体临界行为（MBL）等较高尺寸的具有挑战性的问题。在这里，我们实际上在超导量子处理器上采用了新的范式，从Fock空间视图中探索了此类难以捉摸的问题：将多体系统映射到非常规的Anderson模型上，以多体状态的complex Fock空间网络。通过观察在Fock空间中传播的波数据包和统计奇异合奏的出现，我们揭示了一幅新的图片，以表征代表性的多种体型：热化，定位和疤痕。此外，我们观察到了异常增强的波数据包宽度的量子临界状态，并从最大波数据包流量中推断出一个临界点，该临界点为二维MBL MBL过渡提供了限制系统的支持。我们的作品揭示了探索Fock空间中多体物理学的新观点，展示了其在诸如批判性和维度等有争议的MBL方面的实际应用。此外，整个协议是通用且可扩展的，为在未来的较大量子设备上最终解决了更广泛的有争议的多体问题的方式铺平了道路。