中文

用于绝热暖启动的通用父哈密顿量

量子物理 2026-07-18 v1
作者: Feng Qian , Peter J. Love
在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗

摘要

计算量子系统的基态性质是量子计算的一个重要潜在应用。量子相位估计方法解决基态问题的成功概率与输入态和基态的重叠成正比。局域拟设态方法受正交性灾难影响，而绝热态制备（ASP）可以制备良好的近似态，其成本随绝热路径上最小谱隙的平方倒数增长。当初始和目标哈密顿量位于被一级相变分隔的量子相中时，绝热路径上的最小谱隙随系统尺寸呈指数级减小。我们基于为绝热态制备选择一个其基态与目标基态处于相同量子相的初始哈密顿量来寻求此问题的解决方案。我们开发了一种使用通用父哈密顿量（UPHAWS）的通用绝热暖启动协议，该协议可以在任何制备电路已知的状态下初始化ASP。我们使用Feynman-Kitaev时钟哈密顿量作为通用父哈密顿量，适用于有和没有中间电路测量的制备电路。我们在一个插值到目标GHZ哈密顿量的Z2\mathbb{Z}_2对称矩阵乘积态（MPS）族以及对称键拉伸下的线性H6H_6链上对该框架进行了基准测试。对于H6H_6系统，键维数为4的矩阵乘积态暖启动相对于Hartree-Fock初始化，将绝热路径上的最小间隙提高了两倍。为了执行这些经典基准模拟，我们开发了一种动量空间截断的绝热哈密顿量，这可能具有独立的研究价值。

关键词

绝热态制备 父哈密顿量 量子相位估计 矩阵乘积态 谱隙 暖启动

引用

@article{arxiv.2607.16857,
  title  = {Universal Parent Hamiltonians for Adiabatic Warm Starts},
  author = {Feng Qian and Peter J. Love},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.16857},
  year   = {2026}
}