实时重叠有限温度量子Krylov方法
准确评估量子多体系统的有限温度性质仍是一个核心挑战。现有量子方法通常需在每个目标温度制备热态,使得低温计算对电路深度和精度要求尤为严苛。本研究团队提出了一种仅基于实时重叠序列gₙ=⟨ϕ|e⁻ⁱⁿᵗᵃᵤᴴ|ϕ⟩的创新框架,可在不指定量子设备目标温度的情况下获取宽温域内的热力学量。针对具有周期性边界条件的一维自旋-1/2海森堡模型,研究在无噪声情形下精确计算出了比热、磁化率和熵。通过采用与Sₜₒₜᶻ守恒兼容的伪随机向量,该方法无需显式对称性分解即可准确评估磁化率。经适当稳定化处理后,该方法在有限测量统计误差(σ∼10⁻³)下仍能保持主要热力学特征。研究结果表明,基于实时重叠的有限温度评估框架有望成为近未来量子硬件上开展有限温度计算的重要范式。

