多项式时间热化与系统-浴耦合的吉布斯采样

许多物理现象,包括开放量子系统中的热化过程和量子吉布斯采样,都采用与热浴弱耦合系统的林德布拉德方程模型来描述。理解这些林德布拉德算符向稳态的收敛速度,对于界定算法运行时间和热化时间尺度至关重要。该研究团队重点研究了两类典型过程:一类描述重复相互作用的吉布斯采样算法,另一类模拟开放多体量子系统的热化行为。研究证明,在多个非对易系统中——包括高温局域晶格、弱相互作用费米子及一维自旋链——两类过程均呈现多项式时间收敛性。这些结果表明,简单的耗散量子算法能够制备复杂吉布斯态,且林德布拉德动力学可准确刻画热弛豫过程。该工作的证明依赖于一项创新技术成果:将准局域林德布拉德算符的能隙下界外推至支配此类动力学的非局域生成元。

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提交arXiv: 2026-01-22 17:55

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