通过非线性量子耗散实现基态选择
在多体物理、量子化学和组合优化领域,由于希尔伯特空间维度的指数级增长和基态的纠缠结构特性,寻找复杂量子系统的基态始终是核心挑战。该研究团队证明,基于[物理评论快报133, 266704 (2024)]提出的量子朗道-利夫希茨-吉尔伯特(QLLG)动力学,提供了一种物理可实现的实时非线性机制,能选择性抑制激发态分量并将系统驱动至初始态包含的最低能本征态。与虚时投影法等纯数值方法不同,QLLG结合了相干进动与耗散抑制机制,使得基态制备具有实验可行性。对于维度为2^N的N量子比特希尔伯特空间中随机初始态,收敛时间与系统尺寸N呈线性关系,与能隙呈反比关系。研究人员通过描述具有海森堡交换作用和塞曼项的相互作用自旋链哈密顿量,对理论分析结果进行了数值模拟。该工作揭示了非线性量子耗散可作为大规模量子系统和量子优化中实时基态制备的强大工具。

