論文の概要: Role of spectral structure in adiabatic ground-state preparation of the XXZ model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.15794v1
- Date: Mon, 16 Mar 2026 18:25:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-18 17:42:06.93839
- Title: Role of spectral structure in adiabatic ground-state preparation of the XXZ model
- Title（参考訳）: XXZモデルの断熱的基底状態形成におけるスペクトル構造の役割
- Authors: Francisco Albarrán-Arriagada, Juan Carlos Retamal,
- Abstract要約: 基底状態の準備は、時間依存ハミルトニアンのスペクトル構造によって根本的に制限される。
地盤と励起状態の間のスペクトルの退化に主に制約されていることが判明した。
初期・ハミルトン最適化やサイト依存ゼーマン場のような単純な戦略は、地中準備を大幅に強化する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Adiabatic ground-state preparation is fundamentally limited by the spectral structure of the time-dependent Hamiltonian, particularly by gap reductions and degeneracies that induce nonadiabatic transitions. We examine this dependence in the anisotropic Heisenberg (XXZ) model on an eight-site ring by comparing three strategies: optimization of the initial Hamiltonian, addition of auxiliary terms, and considering approximate counterdiabatic driving. Owing to anisotropy-dependent level crossings among low-energy states, the XXZ model provides a stringent benchmark. We find that performance is mainly constrained by spectral degeneracies between the ground and excited states. Simple strategies such as initial-Hamiltonian optimization or site-dependent Zeeman fields, suppresses critical crossings and drastically enhance ground-state preparation. In contrast, counterdiabatic terms alone do not improve the protocol when the spectral structure remains level-crossings, becoming effective only after degeneracies are removed. These results identify spectral engineering as a prerequisite for efficient adiabatic ground-state preparation in interacting spin systems.
- Abstract（参考訳）: 断熱的基底状態の準備は、時間に依存したハミルトンのスペクトル構造、特に非断熱的遷移を引き起こすギャップの減少と退化によって根本的に制限される。
本研究では, 初期ハミルトニアンの最適化, 補助項の追加, 近似的反断熱駆動の3つの戦略を比較することで, 8サイトリング上の異方性ハイゼンベルク(XXZ)モデルにおけるこの依存性を検証した。
低エネルギー状態における異方性に依存したレベル交差のため、XXZモデルは厳密なベンチマークを提供する。
地盤と励起状態の間のスペクトルの退化に主に制約されていることが判明した。
初期・ハミルトン最適化やサイト依存ゼーマン場のような単純な戦略は、重要な交差を抑え、地中準備を大幅に強化する。
対照的に、スペクトル構造が水平交差のままである場合、反断熱的な用語だけではプロトコルを改善せず、退化が除去された後にのみ有効となる。
これらの結果は、相互作用するスピン系における効率的な断熱的基底状態調製の前提条件としてスペクトル工学を特定できる。
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