論文の概要: Constrained Quantum Imaginary Time in Krylov Space

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.07800v1
• Date: Thu, 05 Nov 2026 10:40:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-11-06 21:50:50.658147
• Title: Constrained Quantum Imaginary Time in Krylov Space
• Title（参考訳）: クリロフ空間における制限量子イマジナリー時間
• Abstract要約: 地中準備のための制約付き探索力学に制約付き量子想像時間進化(CQITE)を導入する。 QITEにおける中心的な課題は、想像時間進化のコンパクトなユニタリ表現を構築することである。 この問題はクリロフ空間から虚時間進化の正確な特徴づけを導き出すことによって解決する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We introduce constrained quantum imaginary time evolution (CQITE), extending quantum imaginary time evolution (QITE) to constrained-search dynamics for ground-state preparation with prescribed expectation-value constraints. A central challenge in practical QITE is constructing a compact unitary representation of the imaginary-time evolution while maintaining accuracy and controlling the approximation error. We resolve this challenge by deriving an exact characterization of the imaginary-time evolution from the Krylov space generated by repeated applications of the Hamiltonian to the initial state. This characterization induces a hierarchy of operator directions expressed through nested anti-commutators. Truncating the hierarchy produces a systematic static operator pool, with polynomial size in the system size at any fixed truncation order. The resulting construction provides a principled route to compact unitary approximations of imaginary-time dynamics. Numerical tests on spin models show close agreement with exact constrained imaginary-time evolution and small constraint deviations, while a fermionic example yields energies close to the analytic constrained-search reference.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,制約付き量子想像時間進化(CQITE)を導入し,量子想像時間進化(QITE)を拡張した。 実用QITEにおける中心的な課題は、精度を維持し、近似誤差を制御しながら、想像時間進化のコンパクトなユニタリ表現を構築することである。 この問題は、ハミルトニアンを初期状態へ繰り返し適用することによって生じるクリロフ空間から、虚時間進化の正確な特徴づけを導き出すことによって解決する。 この特徴付けは、ネストされた反共役子を通して表現される演算子の方向の階層を誘導する。 階層の切断は系統的な静的演算子プールを生成し、任意の固定トラルニケート順序でシステムサイズが多項式サイズである。 結果として得られる構成は、虚時間力学のコンパクトなユニタリ近似への原則化された経路を提供する。 スピンモデルの数値実験は、厳密な制約付き想像時間進化と小さな制約偏差との密接な一致を示し、フェルミオンの例は解析的制約付き検索基準に近いエネルギーをもたらす。

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