热漂移采样:生成用于量子混沌诊断的随机热系综
多体哈密顿量的随机热态为热化、混沌和量子相变研究提供了基础,但逐个制备每个哈密顿量的热态仍成本高昂。该团队提出热漂移通道——一种基于测量的操作,可实现沿选定泡利项的可调非幺正漂移。基于此通道,研究人员开发了一种测量控制采样算法,可为通用物理模型同时生成热态及其哈密顿量“标签”。研究证明该算法的总门数复杂度随系统规模呈三次方增长,与温度倒数呈二次方关系,与误差容限倒数的三分之二次方成正比,且对允许失败概率呈对数依赖。该工作还表明诱导标签分布会趋近于经热配分函数重新加权的正态分布,从而在精度与有效范围间实现显式权衡。针对二维海森堡模型的数值模拟验证了预测的标度关系和分布特征。作为应用案例,团队通过二维横场伊辛模型采样热态计算了无展开能级间距比统计量,观察到向维格纳-戴森预测的交叉现象,这为近期量子硬件上实现混沌诊断和随机矩阵普适性研究提供了可行且可扩展的路径。
量科快讯
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