論文の概要: Augmenting Imaginary-Time Evolution with Local Geometric Information
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.23934v1
- Date: Mon, 22 Jun 2026 20:53:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-24 22:16:48.687505
- Title: Augmenting Imaginary-Time Evolution with Local Geometric Information
- Title(参考訳): 局所幾何情報を用いたイマジナリー時間進化の増大
- Authors: Carlos L. Benavides-Riveros, Prachi Sharma, Fedor Šimkovic,
- Abstract要約: Imaginary-time Evolution (ITE) は、量子シミュレーションと量子多体物理学における基底状態の準備のための幅広いアルゴリズムのファミリーを支える。
エネルギー景観の標準勾配流に取って代わる拡張された想像時間進化フレームワークを導入する。
結果として得られるフローは、進化全体を通して標準ITEよりも厳密に優れています。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.141079906482723
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Imaginary-time evolution (ITE) underpins a broad family of algorithms for ground-state preparation in quantum simulation and quantum many-body physics. In these methods, convergence is governed by the energy variance of the instantaneous state, causing the flow to approach the ground state only asymptotically. We introduce an augmented imaginary-time evolution (AITE) framework that replaces the standard gradient flow on the energy landscape with a geometrically informed descent along locally optimal directions, which are identified by exploiting the higher-order statistical structure of the instantaneous energy distribution. The resulting flow strictly outperforms standard ITE throughout the entire evolution and exhibits two qualitatively distinct regimes: a superlinear convergence regime, followed by an extinction regime in which the energy error vanishes exactly at a finite imaginary time, in sharp contrast to the asymptotic exponential decay of ITE. Standard ITE is recovered in the zero-skewness limit of AITE, implying that the acceleration extends naturally across the broader ITE algorithmic family.
- Abstract(参考訳): Imaginary-time Evolution (ITE) は、量子シミュレーションと量子多体物理学における基底状態の準備のための幅広いアルゴリズムのファミリーを支える。
これらの方法では、収束は瞬時状態のエネルギー分散によって制御され、流れは漸近的にのみ基底状態に近づく。
本稿では,エネルギー空間上の標準勾配流を局所的最適方向に沿って幾何学的に情報を得た降下に置き換える拡張虚数時間進化(AITE)フレームワークを提案する。
結果として得られる流れは、進化全体を通して標準のITTよりも厳密に優れており、2つの定性的に異なる状態を示す:超線形収束系、続いてエネルギーエラーが有限の虚構時間で完全に消滅する消滅状態、そしてITTの漸近的指数関数的崩壊とは対照的である。
標準ITEはAITEのゼロスキューネス限界で回復され、より広いITEアルゴリズムファミリにわたって自然に加速が拡張されることを意味する。
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