热态的高效阴影测量

我们提出了一种从仅需 $\mathcal{O}(\log (M)/\varepsilon^2)$ 份吉布斯态（其哈姆顿量可被访问）即可估计 $M$ 个可观测量的通用协议。该协议使用单拷贝、非自适应测量，总哈姆顿量模拟时间为 $\widetilde{\mathcal{O}}(\beta M/\varepsilon^2)$；我们证明在黑盒设置下（禁止指数时间哈姆顿量模拟）样本复杂度是最优的。关键思想是将量子吉布斯抽样器新颖地解释为“详细平衡测量通道”：在边缘化结果后保持哈姆顿量不变的测量。因此，热态的阴影测量在哈姆顿量已知时可采用通用高效算法，从而大幅降低量子热力学模拟中的读出成本。