基于稀疏Pauli动力学实现的变分双括号流快速基态能量估计
量子物理
2025-11-27 v1 化学物理
计算物理
摘要
强相关量子系统的基态能量估计是计算物理与化学中的核心挑战。虽然张量网络方法如DMRG为一维系统提供了有效解决方案，但二维问题仍然困难。本文提出一种变分双括号流（vDBF）算法，利用稀疏Pauli动力学（最初用于量子电路的经典仿真）高效近似基态能量。通过结合贪心算子选择、系数截断与能量方差外推，该方法在一、二维的Heisenberg模型和Hubbard模型上均实现小于1%的误差，与DMRG基准相当。对于10×10 Heisenberg晶格（100量子比特），vDBF在单核CPU上约需10分钟即可获得准确结果，而DMRG则需64核约50小时。该方法的优势在8×8 Hubbard模型（128量子比特）上更为显著。这些结果表明，为量子优势基准测试而开发的经典仿真技术可为许多体系物理提供实用工具。
引用
@article{arxiv.2511.21651,
title = {Rapid ground state energy estimation with a Sparse Pauli Dynamics-enabled Variational Double Bracket Flow},
author = {Chinmay Shrikhande and Arnab Bachhar and Aaron Rodriguez Jimenez and Nicholas J. Mayhall},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.21651},
year = {2025}
}