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在绝热QC中,您将问题编码为哈密顿量,以便可以从基态中提取结果。准备该基态很难直接进行,因此您要准备一个“简单”哈密顿量的基态,然后在两者之间缓慢地插值。如果运行速度足够慢,系统状态将保持为基态。在过程的最后,您将获得解决方案。
这根据绝热定理起作用。为了保持该定理,在基态和第一激发态之间必须存在能隙。间隙变得越小,插值速度就越慢,以防止基态和第一激发态之间发生混合。如果间隙缩小,则无法防止这种混合,并且您走得不够慢。此时该过程失败。
如果初始和最终哈密顿通勤,则意味着它们具有相同的能量本征态。因此,他们同意分配给哪个状态的能量,而只不同意获得的能量。在两个哈密顿量之间进行插值只会改变能量。因此,最终的基态在开始时将是激发态,而原始的基态在结束时将变得激发。在某些时候,当彼此通过时,这些状态的能量将相等,因此它们之间的间隙会缩小。这足以确保能隙必须在某个点关闭。
因此,保持通勤的哈密顿量是保持差距开放的必要条件,因此对于AQC也是必须的。
如果两个矩阵(在这种情况下为哈密顿量)通勤,则它们具有相同的特征向量。因此,如果您准备了第一个哈密顿量的基态,那么(在粗略地说)它将在整个绝热演化过程中保持本征态,这样您就可以得到所输入的内容。它没有任何价值。
如果您想更严格一点,则可能是您最初的哈密顿量具有第二代哈密顿量引起的简并性,并且您可能希望使系统演化为唯一的基态。但是请注意,当第二个哈密顿量不为零时,简并性就会升高。它可以产生的任何效果都是瞬间的。我相信您不会得到适当的绝热演变。取而代之的是,您必须将初始状态写为新的本征态的叠加,并且这些本征态会随着时间的流逝而发展,但您绝不能增加状态与目标状态(基态)的重叠。
让我们从一个简单的例子开始,因为和H f都是对角线,所以它们通勤:
最低特征值(即基态)的特征向量为| 1 ⟩所以我们在此状态下启动。H f的基态为| 0 ⟩所以这就是我们要寻找的。
记住最低运行时的AQC到误差范围内给出正确答案:τ ≥ 最大牛逼(| | ^ h 我
。
这在等式中给出并解释。2 Tanburn 等人。(2015)。
那么,基态和第一激发态之间的最小间隙是多少(给出)?
当吨= 20 τ / 29,哈密顿是:
所以什么时候 ,我们有Ë克一个p=0和约束下上
因此,绝热定理仍然适用,但是当哈密顿量需要“足够缓慢地”改变时,事实证明它需要“无限地缓慢地”改变,这意味着您不可能使用AQC来获得答案。