针对随机XY哈密顿量的算子环路径积分量子蒙特卡洛快速混合方法
采用算子循环更新的量子蒙特卡洛方法是一种强大技术,在凝聚态物理领域已得到广泛应用并取得显著成功。该方法能对各类自旋系统、玻色子及费米子系统的局域哈密顿量进行热态与基态采样(前提是哈密顿量不存在负符号问题)。尽管该方法在实践中成效卓著,学界对其算法效率的理论认识仍存在空白。算子循环更新通常用于配分函数的路径积分表述(铃木-特罗特/世界线方法)。本工作将该方法应用于无符号问题的XY模型,并证明马尔可夫链的混合时间关于系统尺寸和逆温度呈多项式增长。借助这一快速混合的马尔可夫链,该团队可在多项式时间内估算目标哈密顿量的配分函数,相较Bravyi与Gosset在[arXiv:1612.5602]中提出的最优已知算法实现了显著改进。该算法还可自然拓展至一类经验上具有快速混合特性的哈密顿量体系。
