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圆柱体物质:一种高效经典模拟量子纯-Ising类系统的超越量子多体系统

量子物理 2026-05-01 v1

摘要

即使是简化的量子多体系统模型也可能难以分析。然而,借鉴物理学基础,是否可能通过构建替代的超越量子描述来获得实际优势,值得探讨。我们在以计算基中对角化的量子相互作用背景下探索此问题。我们构建了一个基于称为“圆柱位元”(cylindrical bits)的相互作用粒子晶格构成的连续时间多体系统模型,这一概念首次提出于[6]。按照[5]的表述,我们的玩具模型是*非自由的*,因为需要对粒子相互作用的空间约束以确保有效概率。我们检验这些约束并探索可产生的“纠缠”状态。某些纯*量子*纠缠系统可被我们的圆柱世界忠实地模拟。这使我们能够高效地对各种此前未知的量子系统进行经典仿真(以抽样测量结果为准则)。示例包括由纯Ising相互作用产生的某些状态,这些状态在空间维度D下,algebraic衰减速度快于1/r3D/2\sim 1/r^{3D/2},在Z本征基或aX+bYaX+bY本征基(其中a,bRa,b \in \mathbb{R})下的测量。我们还探讨另一种非量子“粒子”选择是否能扩展经典仿真的适用性,通过定义和部分优化一个试图捕捉各种可能性有用性的量化指标。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.27248,
  title  = {Cylindrical Matter: A beyond-quantum many-body system for efficient classical simulation of quantum pure-Ising like systems},
  author = {Sahar Atallah and Peter Carrekmor and Michael Garn and Yukuan Tao and Shashank Virmani},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.27248},
  year   = {2026}
}

备注

This work extends and replaces a previous preprint arXiv:2307.01800. 24 pages, 8 figures