哈密顿模拟的高阶马格努斯展开

高效模拟含时哈密顿量的量子动力学不仅对时变系统至关重要,对相互作用绘景中的静态哈密顿量同样具有重要意义。由于时序性带来的复杂性,这类模拟比静态哈密顿量情形更具挑战性。现有捕获基于对易子标度律的算法要么对哈密顿量时间导数呈现多项式成本依赖,要么仅限于低阶精度。该工作建立了任意阶截断马格纳斯展开的普适对易子标度误差界,其嵌套对易子中仅含哈密顿量项而无时间导数项。基于此分析,研究人员设计出具有显式线路构造的高阶量子算法。该算法在高精度区域实现了对易子结构的成本标度,且对哈密顿量时间变化的依赖仅为对数级,使其适用于包括相互作用绘景在内的广义含时场景。

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