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量子复杂性中的免费小食

量子物理 2025-09-08 v1

摘要

估计基态能量是哈密顿量复杂性中的一个基石问题,通常即使在量子计算机上也需要指数级资源。在此背景下,我们分析了最近发展的虚时量子动力学模拟(ITQDE)。该方法能够估计谱密度、配分函数和低能间隙,但仅需最少的相干控制、适度的经典后处理,且无需状态准备。使用基于求积的表述,我们推导出了标度与稳定性判据,以诊断其估计何时可靠,并引入了一种受控平滑,从而产生有原则的偏差-方差权衡。由此得出的图景保持了精确特征值分辨的困难度,但揭示了一个实用机制——即“免费小食”——在此机制中,仅需多项式资源即可获取粗粒化谱信息。通过将采样成本重新表述为可分辨带宽的显式界限,平凡与不可处理复杂性之间的中间机制在近期量子硬件上变得可及。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.04618,
  title  = {Free Snacks in Quantum Complexity},
  author = {Gerard McCaul},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.04618},
  year   = {2025}
}

备注

This one nearly killed me