泡利传播:通过算子复杂度模拟量子自旋动力学
模拟相互作用自旋系统中的实时量子动力学是一项基础性挑战:精确对角化法受限于希尔伯特空间的指数级膨胀,而张量网络方法则面临纠缠壁垒。该研究团队提出了一种可扩展的泡利传播方法,直接在海森堡绘景中演化局域可观测量。理论上,研究者推导出由算子稳定子Rényi熵(𝒮<sub>α</sub>(O))支配的先验误差界,首次将截断精度与算子复杂度显式关联,并提出了最优Top-K截断策略。针对J<sub>z</sub>=0的一维海森堡模型,该工作证明非零泡利系数数量随Trotter步数呈平方增长,从而确立了海森堡演化算子的可压缩性。数值实验中,研究者在XXZ海森堡链基准测试中验证了该框架:在自由态(J<sub>z</sub>=0)下能以微小K值实现高精度,在相互作用态(J<sub>z</sub>=0.5)中较张量网络方法(如TDVP)具有竞争优势。这些成果建立了一个以可观测量为核心、计算成本由算子复杂度而非纠缠决定的模拟器,为研究量子多体系统非平衡动力学提供了实用新范式。
量科快讯
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