Bitte benutzen Sie diese Referenz, um auf diese Ressource zu verweisen: doi:10.22028/D291-45652
Titel: Variational microcanonical estimator
VerfasserIn: Pollock, Klée
Orth, Peter P.
Iadecola, Thomas
Sprache: Englisch
Titel: Physical Review Research
Bandnummer: 5
Heft: 3
Verlag/Plattform: American Physical Society
Erscheinungsjahr: 2023
Freie Schlagwörter: Eigenstate thermalization
Quantum algorithms
1-dimensional spin chains
Variational approach
DDC-Sachgruppe: 500 Naturwissenschaften
Dokumenttyp: Journalartikel / Zeitschriftenartikel
Abstract: We propose a variational quantum algorithm for estimating microcanonical expectation values in models obeying the eigenstate thermalization hypothesis. Using a relaxed criterion for convergence of the variational optimization loop, the algorithm generates weakly entangled superpositions of eigenstates at a given target energy density. An ensemble of these variational states is then used to estimate microcanonical averages of local operators, with an error whose dominant contribution decreases initially as a power law in the size of the ensemble and is ultimately limited by a small bias. We apply the algorithm to the one-dimensional mixed-field Ising model, where it converges for ansatz circuits of depth roughly linear in system size. The most accurate thermal estimates are produced for intermediate energy densities. In our error analysis, we find connections with recent works investigating the underpinnings of the eigenstate thermalization hypothesis. In particular, the failure of energy-basis matrix elements of local operators to behave as independent random variables is a potential source of error that the algorithm can overcome by averaging over an ensemble of variational states.
DOI der Erstveröffentlichung: 10.1103/PhysRevResearch.5.033224
URL der Erstveröffentlichung: https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.5.033224
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291--ds-456527
hdl:20.500.11880/40154
http://dx.doi.org/10.22028/D291-45652
ISSN: 2643-1564
Datum des Eintrags: 20-Jun-2025
Fakultät: NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät
Fachrichtung: NT - Physik
Professur: NT - Prof. Dr. Peter P. Orth
Sammlung:SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes

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