数字优化的热力学计算快速初始化

热力学计算利用物理系统的弛豫动力学来执行矩阵运算。这类方法的一个关键局限在于系统达到足够精度平衡态所需的热化时间往往较长。该研究团队提出了一种混合数字-热力学算法,通过受姆潘巴效应启发的优化初始化方案显著加速弛豫过程。在该方案中,经典数字处理器高效计算出能抑制慢弛豫模态的初始状态,随后物理系统通过其本征弛豫动力学完成剩余计算。研究聚焦于二次能量势场中的过阻尼朗之万动力学,分析了相关福克-普朗克算符的谱结构,并确定了对应的最优初始协方差矩阵。这带来了由编码矩阵谱决定的可预测热化时间缩减。研究人员推导了加速效果的解析表达式,并以矩阵求逆和行列式计算的热力学实现为例进行了数值分析。结果表明,优化初始化协议为加速热力学计算提供了一条简单且广泛适用的路径。
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提交arXiv: 2026-03-25 11:00

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