निराशा-मुक्त हैमिल्टनवासियों की जमीनी स्थिति का कुशल सत्यापन

निराशा-मुक्त हैमिल्टनवासियों की जमीनी स्थिति का कुशल सत्यापन

हुआंगजुन झू, युंटिंग ली, और तियानयी चेन

भूतल भौतिकी की राज्य प्रमुख प्रयोगशाला और भौतिकी विभाग, फुडन विश्वविद्यालय, शंघाई 200433, चीन
इंस्टीट्यूट फॉर नैनोइलेक्ट्रॉनिक डिवाइसेज एंड क्वांटम कंप्यूटिंग, फुडन यूनिवर्सिटी, शंघाई 200433, चीन
सेंटर फॉर फील्ड थ्योरी एंड पार्टिकल फिजिक्स, फुडन यूनिवर्सिटी, शंघाई 200433, चीन

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सार

स्थानीय हैमिल्टनवासियों की जमीनी अवस्थाएं कई-शरीर भौतिकी और क्वांटम सूचना प्रसंस्करण में भी महत्वपूर्ण रुचि रखती हैं। इन राज्यों का कुशल सत्यापन कई अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है, लेकिन बहुत चुनौतीपूर्ण है। यहां हम स्थानीय माप के आधार पर सामान्य निराशा-मुक्त हैमिल्टनवासियों की जमीनी स्थिति को सत्यापित करने के लिए एक सरल, लेकिन शक्तिशाली नुस्खा प्रस्तावित करते हैं। इसके अलावा, हम क्वांटम डिटेक्टेबिलिटी लेम्मा (सुधार के साथ) और क्वांटम यूनियन बाउंड के आधार पर नमूना जटिलता पर कठोर सीमाएं प्राप्त करते हैं। विशेष रूप से, आवश्यक नमूनों की संख्या सिस्टम आकार के साथ नहीं बढ़ती है जब अंतर्निहित हैमिल्टनियन स्थानीय और गैप्ड होता है, जो कि सबसे अधिक रुचि का मामला है। एक एप्लिकेशन के रूप में, हम स्थानीय स्पिन माप के आधार पर मनमाने ग्राफ़ पर एफ्लेक-कैनेडी-लिब-टासाकी (एकेएलटी) राज्यों को सत्यापित करने के लिए एक सामान्य दृष्टिकोण का प्रस्ताव करते हैं, जिसके लिए विभिन्न लैटिस पर परिभाषित एकेएलटी राज्यों के लिए केवल निरंतर संख्या में नमूनों की आवश्यकता होती है। हमारा काम न केवल क्वांटम सूचना प्रसंस्करण के कई कार्यों के लिए, बल्कि कई-शरीर भौतिकी के अध्ययन के लिए भी रुचिकर है।

हम स्थानीय माप के आधार पर निराशा-मुक्त हैमिल्टनवासियों की जमीनी स्थिति की पुष्टि करने और नमूना जटिलता निर्धारित करने के लिए एक सामान्य नुस्खा प्रस्तावित करते हैं। जब हैमिल्टनियन स्थानीय और गैप्ड होता है, तो हम जमीनी स्थिति को एक निरंतर नमूना लागत के साथ सत्यापित कर सकते हैं जो सिस्टम आकार से स्वतंत्र है, जो बड़े और मध्यवर्ती क्वांटम सिस्टम के लिए पिछले प्रोटोकॉल की तुलना में हजारों गुना अधिक कुशल है। विशेष रूप से, हम अफ्लेक-कैनेडी-लिब-तसाकी (एकेएलटी) राज्यों को मनमाने ग्राफ़ पर सत्यापित कर सकते हैं, और व्यावहारिक हित के अधिकांश एकेएलटी राज्यों के लिए संसाधन लागत सिस्टम आकार से स्वतंत्र है, जिसमें विभिन्न 1 डी और 2 डी लैटिस पर परिभाषित राज्य भी शामिल हैं। हमारा काम क्वांटम सत्यापन समस्या और कई-शरीर भौतिकी के बीच एक अंतरंग संबंध को प्रकट करता है। हमारे द्वारा बनाए गए प्रोटोकॉल न केवल क्वांटम सूचना प्रसंस्करण में विभिन्न कार्यों को संबोधित करने के लिए उपयोगी हैं, बल्कि कई-शरीर भौतिकी का अध्ययन करने के लिए भी उपयोगी हैं।

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द्वारा उद्धृत

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समय टिकट: 15 मई 2023