stoquastic XY 哈密顿量算符环路径积分量子蒙特卡洛的快速混合

采用算符环更新的量子蒙特卡洛方法是凝聚态物理中被广泛使用并取得巨大成功的强大技术。只要哈密顿量不存在负号问题，该方法就能对各种自旋、玻色子和费米子系统的局域哈密顿量的热态和基态进行采样。尽管该方法在实践中取得了成功，但对算法效率的理论理解一直有所欠缺。算符环更新通常用于配分函数的路径积分表述（Suzuki-Trotter/世界线）。在本工作中，我们考虑将该方法应用于stoquastic（无符号问题）XY模型，并证明马尔可夫链的混合时间是系统尺寸和逆温度的多项式级。利用快速混合马尔可夫链，我们可以在多项式时间内估计所考虑哈密顿量的配分函数，显著改进了Bravyi和Gosset [arXiv:1612.05602] 此前已知的最佳算法。我们的算法还可以自然地扩展到一大类经验上快速混合的哈密顿量。