弱相互作用量子系统的量子吉布斯采样器的快速混合
该团队分析用于吉布斯态制备的算法Lindbladians,并证明它们具有快速混合特性,即在系统尺寸上呈多对数时间收敛。该工作首先在非相互作用自旋系统、自由费米子和自由玻色子中建立这一特性,随后证明这些快速混合结果在微扰下保持稳定,涵盖弱相互作用量子比特和微扰非跳跃费米子。这些结果构成了首个在任意温度下对非对易量子比特模型和玻色子系统的高效混合边界证明。与先前基于谱间隙的费米子结果相比,该研究实现了指数级更快的混合速度,并进一步明确了最大允许相互作用强度的显式常数。这不仅改善了量子吉布斯态制备的整体多项式运行时间,还增强了抗噪声鲁棒性。该分析依赖于数学物理中的振荡子范数技术,其中引入了针对特定Lindbladians定制的变体——这一创新有望显著拓宽这些方法的适用范围。