利用离域催化加速量子绝热算法

我们提出一种利用多体离域催化来加速量子绝热算法的方法。这被应用于随机场反铁磁伊辛自旋模型。该算法以如下方式被催化：其演化在过程中间近似一个海森堡模型，且该模型处于离域相。我们通过数值表明，利用该思想可加速用于寻找随机场伊辛模型基态的标准算法。我们还证明，加速源于能隙放大，尽管底层模型并非无挫败的。向加速的跨越大致发生在已知为离域转变临界值的相互作用强度处。我们还计算了参与比和纠缠熵随时间的变化：它们的时间依赖性表明系统正在探索更多态，且比无催化时更加纠缠。总之，所有这些证据都表明加速与离域相关。尽管只能研究相对较小的系统，证据显示该方法随系统大小的标度是有利的。我们的方法由来自小型在线 IBM 量子计算机的实验结果所阐明，展示了未来在此类机器改进时如何验证该方法。与标准算法相比，催化方法的代价仅为一个常数因子。