基于监测量子轨迹的双层哈密顿量模拟

在开放量子系统的研究中,将混合态处理为虚构双倍系统纯态的做法常被采用。该研究团队探索了相反思路:将孤立双层系统映射为开放单层系统。具体而言,研究者证明任何具有反幺正层交换对称性且满足层间耦合符号约束的双层哈密顿量,均可映射为具有部分跃迁算子被后选定固定结果(“监控”)的单层系统林布拉德算符。此时双层哈密顿量的低能态对应单层动力学演化的长时间态。通过量子轨迹方法模拟后者,能有效将系统尺寸减半,从而大幅降低估算双层哈密顿量低能观测值的计算成本。量子轨迹采样带来的额外开销可通过适当的重要性采样方案控制。 特别值得注意的是,当量子轨迹呈现自由费米子动力学时,该方法会退化为辅助场量子蒙特卡罗(AFQMC)方法。这为AFQMC无符号判据提供了基于量子动力学特性的物理解释。该团队最终以一维量子Ashkin-Teller模型为基准验证了该方法的有效性。
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提交arXiv: 2025-09-16 18:17

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