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World File Search System时间演化
迈向量子化学的高效量子计算
在当前嘈杂的中等规模量子 (NISQ) 体制下，人们设计了各种算法来取得实用的量子优势。这些 NISQ 算法大多数都是变分的，即基于变分定理。变分量子算法 (VQA) 17,18 可以通过将不需要量子属性的计算卸载到传统计算机上来显著减少量子电路深度。这个想法自然而然地源于尽可能少地使用量子计算机。VQA 是启发式的，依赖于一个按照某种方案进行优化的拟定电路。VQA 的一个相当大的缺点是这个优化过程需要许多测量，这个因素可能会限制或消除获得实用量子优势的机会。14 尽管存在这个缺点，但由于与当前硬件限制有关的原因，VQA 是迄今为止研究最多的量子算法类型。变分量子特征值求解器 (VQE) 19,20 是最著名的 VQA。然而，其他方法，如变分量子虚时间演化 (VarQITE)，也是有竞争力的替代方案。21
JHEP07(2024)166
摘要：有限温度下量子场的热性质对于理解强相互作用物质至关重要，量子计算的最新发展提供了一条替代且有前途的研究途径。在这项工作中，我们使用量子算法研究仅涉及费米子的热场理论。我们首先深入研究数字量子计算机上通过量子比特呈现的费米子场，以及用于评估一般量子场论热性质的量子算法，例如量子虚时间演化。具体来说，我们使用量子模拟器展示了 1+1 维马约拉纳费米子热场理论的数值结果，例如热分布和能量密度。除了自由场理论，我们还研究了与空间均匀马约拉纳场耦合产生的相互作用的影响。在这两种情况下，我们都通过分析表明系统的热性质可以用相空间分布来描述，量子模拟结果符合分析和半经典期望。我们的工作是理解热不动点的重要一步，为实时热化的量子模拟做好准备。
由计算基础的非循环测地线演化引起的真正几何量子门
为了达到成功执行量子计算机中的纠错算法所需的错误阈值，几何量子门因其对噪声的天然弹性而被考虑。非循环几何门已被提出以减少传统几何门的运行时间，从而进一步防止退相干。然而，虽然这些提出的门从计算基础中移除了动态相，但它们通常不会将其从时间演化算子的特征态中移除。要使非循环门真正被视为几何门，动态相应该从计算基础和特征态中移除。这里提出了一种寻找真正非循环几何门的方案。这些门被设计为沿着非循环路径演化计算基础，由两个测地线段组成，选择动态相从特征态中移除。用这种方案找到的门的运行时间并不比循环门短，但可以用这种方案实现任何门。这些发现对于理解如何使用几何门实现一般量子计算非常重要。
最大纠缠态两量子比特与孤立腔体空间相互作用的测量不确定性、纯度和纠缠动力学：本征退相干效应
摘要：在初始处于最大纠缠贝尔态的两个电荷量子比特系统中，研究了量子记忆辅助熵不确定性、纯度和负纠缠的动力学。孤立外腔场有两种不同的配置：相干-偶相干和偶相干腔场。对于不同的初始腔配置，量子比特和腔的最终状态的时间演化通过分析解决。探索了内在退相干和失谐强度对二分熵不确定性、纯度和纠缠动力学的影响。根据场参数，可以保留非经典相关性。当内在退相干增加时，非经典相关性和复兴方面似乎受到显著抑制。由于两个量子比特的失谐程度高，以及初始腔场的相干性强，非经典关联持续时间更长，且复兴程度更大。量子记忆辅助的熵不确定性和熵具有相似的动态，而相反，负性则呈现较少的复兴。
在存在的情况下进行多体量子态控制......
量子态控制对于量子信息处理和通过量子网络传输量子信息至关重要。在本文中，我们研究如何通过设计描述系统内部几何形状或配置的时间相关物理参数来控制多体量子系统的时间演化。一个有趣的经典类比是，一只坠落的猫可以重新调整自己的方向，以便它四脚着地，最大限度地减少对身体的伤害[1-4]。这种经典现象的可控性与这样一个事实有关：猫不是刚体[5]，但可以改变身体的形状和身体各部分的相对方向，使它能够在不违反角动量守恒定律的情况下旋转。在量子领域，自主控制问题可能变得更加复杂，因为量子变形体并不是一个经过充分研究的、能够轻易表现出量子控制特性的平台。为了说明我们的方法，我们考虑一个由耦合谐振子链组成的量子系统，我们将使用它来展示在给定的控制运行时间内通过改变耦合和频率来实现量子猫态的传输和重新定位。
新兴量子态设计和对偶中的双元性
最近的研究调查了量子猝灭后幺正动力学中一种新型随机矩阵行为的出现。从时间演化状态开始，通过对系统剩余部分进行投影测量，可以生成一个由小子系统支撑的纯态集合，从而得到一个投影集合。在混沌量子系统中，人们推测这种投影集合与均匀的 Haar 随机集合变得难以区分，并导致量子态设计。Ho 和 Choi 最近 [ Phys. Rev. Lett. 128, 060601 (2022) ] 给出了在自对偶点处踢动 Ising 模型的精确结果。我们提供了一种可扩展到具有可解初始状态和测量值的一般混沌对偶单元电路的替代构造，突出了底层对偶单元性的作用，并进一步展示了对偶单元电路模型如何同时表现出精确的可解性和随机矩阵行为。基于双单元连接的结果，我们展示了复杂的 Hadamard 矩阵和单元误差基如何都导致可解的测量方案。
多体动力学中的纠缠哈密顿量...
理解非平衡量子动力学的一个有力视角是通过其纠缠内容的时间演化。然而，除了纠缠熵的几个指导原则外，迄今为止，人们对纠缠传播的精细特性知之甚少。在这里，我们从纠缠汉密尔顿量的角度揭示了纠缠演化和信息非平衡传播的特征。我们使用最先进的数值技术结合共形场论研究了原型 Bose-Hubbard 模型的量子猝灭动力学。在达到平衡之前，发现纠缠汉密尔顿量中出现了一个电流算子，这意味着纠缠扩散是由粒子流携带的。在长时间极限下，子系统进入稳定阶段，这由纠缠汉密尔顿量动态收敛到热系综的期望值所证明。重要的是，稳定状态下的纠缠温度与空间无关，这提供了平衡的直观特征。这些发现不仅为平衡统计力学如何在多体动力学中出现提供了重要信息，而且还为从纠缠哈密顿量的角度探索量子动力学增加了一个工具。
![arXiv:2108.11415v2 [quant-ph] 2022 年 9 月 20 日](/simg/6\68812b131cb1b10e6684677c01b45f4f6a40960d.webp)
arXiv:2108.11415v2 [quant-ph] 2022 年 9 月 20 日
我们提出了一个开源软件，用于模拟磁共振实验中的可观测量，包括核磁/四极共振 NMR/NQR 和电子自旋共振 (ESR)，该软件的开发旨在协助实验研究设计新策略来研究材料的基本量子特性，其灵感来自量子信息科学 (QIS) 背景下出现的磁共振协议。这里介绍的软件包可以模拟标准 NMR 光谱可观测量和相互作用的单自旋系统在复杂脉冲序列（即量子门）下的时间演化。该软件的主要目的是促进开发急需的新型基于 NMR 的新兴量子序探针，这对于标准实验探针来说是难以捉摸的。该软件基于 NMR/NQR 实验中核自旋动力学的量子力学描述，并已在现有的理论和实验结果上进行了广泛测试。此外，该软件的结构允许将基本实验轻松推广到更复杂的实验，因为它包含了通用自旋系统数值模拟所需的所有库。为了让大量用户能够轻松使用该程序，我们开发了一个用户友好的图形界面、Jupyter 笔记本和详细的文档。
量子引力与拓扑量子计算
伽罗瓦群置换多项式的根，多项式通过 M 8 − H 对偶确定时空区域。根对应于质量平方值，一般为代数数，因此对应于 M 4 c ⊂ M 8 c 中的质量双曲面。H 图像对应于光锥固有时间常数值 a = an 的 3 双曲面。因此，伽罗瓦群可以置换具有类时分离的点。但请注意，a 的两个值的实部或有理部可以相同。这乍一看很奇怪，但实际上证实了这样一个事实：定义 TQC 的类时辫对应于定义弦世界面的弦状对象的 TGD 类时辫（也涉及重新连接），它们现在不是作为物理状态的类空实体的时间演化，而是对应于定义完全固定全息术所需边界数据的类时实体。它们的存在是由于所涉及的作用原理的决定论的微小失败而必然出现的，并且完全类似于肥皂片的非决定论，肥皂片的框架充当了决定论失败的座位。
自旋模型中的量子动力学与经典动力学
我们对不同几何结构（从一维链、准一维梯形到二维方晶格）中量子和经典自旋模型中的自旋和能量动力学进行了全面比较。我们重点研究形式上无限温度下的动力学，特别考虑局部密度的自相关函数，其中时间演化由量子情况下的线性薛定谔方程或经典力学情况下的非线性哈密顿运动方程控制。虽然在一般情况下，量子动力学和经典动力学之间不能期望有定量一致性，但我们对自旋 1/2 系统（最多 N = 36 个晶格点）的大规模数值结果实际上违背了这一预期。具体来说，我们观察到所有几何都具有非常好的一致性，这对于准一维或二维的非可积量子模型来说是最好的，但在可积链的情况下仍然令人满意，至少如果传输特性不受大量守恒定律的支配。我们的研究结果表明，经典或半经典模拟提供了一种有意义的策略来分析量子多体模型的动力学，即使在自旋量子数 S = 1 / 2 很小且远离经典极限 S →∞ 的情况下也是如此。