模拟量子计算机上玻色-哈伯德模型的热力学特性
尽管近期研究已在有限维系统的吉布斯态制备方面建立了高效的量子算法,但针对玻色子及其他无限维模型的复杂度研究仍属空白。该研究团队首次提出了适用于玻色多体系统的通用严格吉布斯采样框架,证明具有物理意义的玻色模型允许存在带隙耗散生成元,从而能高效制备热态。虽然该成果适用于广泛模型类别,但研究人员以平均场范围内外皆适用的玻色-哈伯德哈密顿量为例进行说明。在这两种情况下,团队证实相关耗散生成元保持正能谱间隙,这意味着系统会以指数速度收敛至热态。多模情况下的论证基于耗散动力学的有限秩约化方法,通过紧致扰动控制生成元,从而推断谱的离散性及能隙稳定性。该工作将成果应用于量子比特硬件上对应吉布斯态的高效制备,并由此开发出计算相关模型热力学性质的量子算法。这为无限维系统中的吉布斯采样提供了首个数学可控路径,对量子模拟、热化过程及多体复杂性研究具有深远意义——这些领域可能产生量子优势。
量科快讯
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