論文の概要: Dissipative phase decision without ground-state preparation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.28750v1
- Date: Sat, 27 Jun 2026 05:58:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-30 18:07:15.676337
- Title: Dissipative phase decision without ground-state preparation
- Title（参考訳）: 地中準備のない散逸相決定
- Abstract要約: 本稿では,短時間の散逸冷却による基底状態量子相の同定のための動的アプローチを提案する。
特に、粗いフィルタ分解能と短い進化時間は、ルッティンガーパラメータのような位相感受性量の回復に十分である。
以上の結果から, 位相決定は, 早期耐故障性量子ボゾン系に関する将来の実用規模研究の標的となる可能性が示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.401106629713875
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose a dynamical approach to identifying ground-state quantum phases through short-time dissipative cooling. Rather than determining the phase by preparing highly accurate approximations to ground states, we prepare a representative state of a candidate phase and monitor the early-time response of phase-sensitive observables under cooling dynamics tailored to the target Hamiltonian. For a class of phase-decision problems in which the relevant observables can be inferred from the low-energy manifold, and with jump operators implementable using only short-time Hamiltonian simulation, the dissipative evolution rapidly suppresses high-energy components and drives the system into a low-energy manifold whose observables already reveal the underlying ground-state phase, well before mixing to the steady state. We demonstrate this strategy for the frustrated $J_1$--$J_2$ Heisenberg chain, the Kitaev honeycomb model, and the XXZ chain, including Berezinskii--Kosterlitz--Thouless and topological phase transitions. In particular, coarse filter resolutions and short evolution times suffice to recover phase-sensitive quantities such as the Luttinger parameter and topological diagnostics. We further provide theoretical justification that cooling dynamics with such jump operators can rigorously prepare low-energy manifolds for free-fermionic and free-bosonic systems, and investigate this mechanism for interacting fermionic systems. Our results suggest that phase decision is a plausible target for future utility-scale studies on early fault-tolerant quantum devices.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,短時間の散逸冷却による基底状態量子相の同定のための動的アプローチを提案する。
地中状態に高精度な近似を施すことで位相を決定するのではなく、候補相の代表状態を作成し、ターゲットハミルトニアンに調整した冷却力学の下で位相感受性観測器の早期応答をモニタリングする。
関連する可観測物が低エネルギー多様体から推論できる位相決定問題のクラスに対して、短時間のハミルトニアンシミュレーションのみを用いて実装可能なジャンプ作用素により、散逸的進化は高エネルギー成分を急速に抑制し、可観測物が基礎となる基底状態位相を既に明らかにしている低エネルギー多様体へとシステムを駆動する。
我々はこの戦略を,Beezinskii-Kosterlitz-Thouless 相転移を含むフラストレーション $J_1$-$J_2$ Heisenberg chain, Kitaev honeycomb model, XXZ chainに対して示す。
特に、粗いフィルタ分解能と短い進化時間は、Luttingerパラメータやトポロジカル診断などの位相感受性量の回復に十分である。
さらに,そのような跳躍演算子を用いた冷却力学が自由フェルミオン系と自由ボゾン系に対して厳密に低エネルギー多様体を作成できることを理論的に正当化し,フェルミオン系を相互作用させる機構について検討する。
以上の結果から,位相決定は早期耐故障量子デバイスにおける今後の実用規模研究の標的となる可能性が示唆された。
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