論文の概要: Analogue quantum simulation with polylogarithmic interaction strengths by extrapolating within phases of matter

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.11285v1
• Date: Mon, 11 May 2026 22:12:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-13 21:48:56.451856
• Title: Analogue quantum simulation with polylogarithmic interaction strengths by extrapolating within phases of matter
• Title（参考訳）: 物質相内外挿による多対数相互作用強度のアナログ量子シミュレーション
• Authors: Dylan Harley, Matthias Christandl,
• Abstract要約: 非クリティカルなシステムでは、これらのスケーリングは古典的な後処理によって指数関数的に削減できることを示す。 反応強度が逆精度とシステムサイズで多対数的にしかスケールしないガジェットを用いて,指数関数的に崩壊する熱状態と十分に安定なギャップを持つ基底状態の局所的および広範囲な特性をシミュレートできることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9116784879310027
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Simple families of quantum Hamiltonians can simulate general many-body systems at arbitrary precision through the use of perturbative gadgets, however this generally requires interaction strengths spanning many orders of magnitude which scale polynomially in the system size and inverse precision, resulting in physically unrealisable systems. In this work, we show that for non-critical systems these required scalings can be exponentially reduced through classical post-processing, by simulating the model at smaller energy scales and extrapolating observables to the perturbative limit. In particular, we show that both local and extensive properties of thermal states with exponentially decaying correlations and ground states with a sufficiently stable gap can be simulated using gadgets whose interaction strengths scale only polylogarithmically in the inverse precision and the system size. As a key tool, we develop a generalised treatment of the local Schrieffer-Wolff transformation for geometrically quasi-local Hamiltonians over many energy scales, facilitating the analysis of perturbative gadget Hamiltonians without extensive global energy penalities, which may be of independent interest.
• Abstract（参考訳）: 量子ハミルトニアンの単純なファミリーは、摂動ガジェットを用いて、一般的な多体系を任意の精度でシミュレートすることができるが、これは一般に、システムサイズと逆精度で多項式的にスケールする多くの大きさの相互作用強度を必要とする。 本研究では、非臨界系では、より小さなエネルギースケールでモデルをシミュレートし、観測可能なものを摂動限界まで外挿することにより、古典的な後処理によってこれらのスケーリングを指数関数的に削減できることを示す。 特に, 反応強度が逆精度とシステムサイズで多対数的にしかスケールしないガジェットを用いて, 指数関数的に崩壊する相関関係を持つ熱状態と十分に安定なギャップを持つ基底状態の局所的および広範囲な特性をシミュレートできることを示した。 鍵となるツールとして、幾何的に準局所ハミルトニアンに対する局所シュリーファー・ヴォルフ変換を多くのエネルギースケールで一般化し、大域的なエネルギーのペナルティを伴わない摂動ガジェットハミルトニアンの分析を容易にする。

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