任意维度无限大尺度多体系统热力学的高效量子模拟

在这项工作中，我们提出用仅含O(10)个格点的少体模型来模拟一、二和三维无限大尺度量子晶格模型的多体热力学，我们称之为量子纠缠模拟器(QES's)。QES由一个与温度无关的哈密顿量描述，其边界相互作用通过张量网络方法优化，以模拟有限尺寸正则系综中体与环境的纠缠。物理体的约化密度矩阵随即给出所关注的无限大尺度正则系综的约化密度矩阵。我们表明，QES可以例如准确模拟多种多体现象，包括一维自旋液体的有限温度交叉和代数激发、二维和三维反铁磁体的相变和低温物理，以及二维拓扑系统的交叉。我们的工作为用易获取的系统探索难处理量子多体系统的热力学提供了高效途径。