热漂移采样:生成用于量子混沌诊断的随机热系综
多体哈密顿量的随机热态为研究热化、混沌和量子相变奠定了基础,但当每个哈密顿量都必须单独制备时,其生成成本仍然高昂。该研究团队提出了一种基于测量的“热漂移通道”操作,可沿选定泡利项实现可调谐的非幺正漂移。基于此通道,研究人员开发了一种测量控制的采样算法,能为通用物理模型生成热态及其哈密顿量“标签”。该工作证明算法总门数随系统规模呈三次方增长,与逆温度呈二次方关系,对误差容忍度的依赖为负三分之二次幂,而对允许失败概率仅呈对数依赖。研究还表明诱导标签分布会趋近于按热配分函数重新加权的正态分布,这明确实现了精度与有效范围之间的权衡。针对二维海森堡模型的数值模拟验证了预测的标度关系和分布特征。作为应用,该团队通过二维横场伊辛模型采样热态计算了无需解叠的能级间距比统计量,并观测到向维格纳-戴森预测的交叉现象,为近期量子硬件上的混沌诊断和随机矩阵普适性研究提供了一条实用且可扩展的路径。
量科快讯
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