问题集3-强相关系统的算法观点

问题1-有关矩阵产品状态的更多信息

在这个问题中,我们将运用有关矩阵产品状态的一些想法。

首先,我将编写一些代码供您定义矩阵产品类型。

在[62]中:
使用迭代器功能打印((一世println(($一世”结尾类型指数index_dims::大批{INT64}index_names::大批{施工}结尾类型张量数据::大批{float64}myIndex::指数结尾类型国会议员站点::大批{张量}SiteIndex::大批{整数}结尾功能maketensor((TheIndex#tensor(array(float64,tuple(theindex.index_dims [:] ... ...)),theindex)张量((兰德((元组((TheIndexindex_dims[:]...),TheIndex结尾d=5spin_deg=2mps_size=3国会议员=国会议员((vcat((vcat(([[maketensor((指数[[[[1,,,,d,,,,spin_deg],,[[“结尾”,,,,“ I1”,,,,“ S1”])),[[maketensor((指数[[[[d,,,,d,,,,spin_deg],,[[“一世$(I-1)”,,,,“一世$(i),,,,$一世”)))为了一世2mps_size-1]),,[[maketensor((指数[[[[d,,,,1,,,,spin_deg],,[[“一世$(MPS_SIZE-1)”,,,,“结尾”,,,,$(mps_size)]))),[[1mps_size)))打印((“ MPS生成”
MPS生成

可以通过评估可以完成MPS的数字站点

在[48]中:
长度((国会议员站点
出去[48]:
3

为了在站点1上获得张量的形状,我们可以评估

在[53]中:
尺寸((国会议员站点[[2这是给予的数据
出去[53]:
(5,5,2)

看到我们有一个5 x 5 x 2张量(我们已经定义了事物,以便将最后一个索引作为物理维度)。因此,如果我们想查看第二个站点的旋转矩阵,我们会得到

在[54]中:
国会议员站点[[2这是给予的数据[:,:,,,1这是给予的
出去[54]:
5x5 Array{Float64,2}: 0.307225 0.562404 0.292506 0.831241 0.771663 0.757821 0.154662 0.595912 0.721375 0.943407 0.579584 0.0897524 0.0215561 0.622871 0.873655 0.151583 0.213178 0.123019 0.0410211 0.269327 0.375382 0.466739 0.804231 0.950838 0.0143469

编写一些代码来评估特定配置,例如[1,2,1]。

在[61]中:
#您正在编写评估的代码功能评估((config,,,,国会议员myresult=0返回myresult结尾评估[[[[1,,,,2,,,,1],,国会议员
出去[61]:
0

现在,请编写一些代码来计算两个矩阵产品状态的重叠。

在[64]中:
#您正在编写评估的代码功能重叠((MPS1,,,,MPS2myresult=0返回myresult结尾重叠((国会议员,,,,国会议员
出去[64]:
0

问题2-将本地H操作员应用于国会议员

在这个问题中,我们将研究当地遗传运营商如何在基质产物状态下作用,从而影响其债券维度。

考虑矩阵产品状态。假设您申请了一个隐士操作员

$$ h_i = \ left(\ begin {array} {cc} \ alpha&\ beta \ \ \ \ beta^*&\ gamma \ gamma \ end {array} \ right)$$

它在本地应用于网站$ i $。

当$ h_i $应用于债券二键$ d $的矩阵产品状态时,该州如何改变?新议员的债券维度是多少?编写几行代码,以便在下面进行。

在[66]中:
功能ApplyOnsIteh((H,,,,一世,,,,国会议员新的=H[[1,,,,1这是给予的*国会议员站点[[一世这是给予的数据[:,:,,,1这是给予的+H[[1,,,,2这是给予的*国会议员站点[[一世这是给予的数据[:,:,,,2这是给予的新闻=H[[2,,,,1这是给予的*国会议员站点[[一世这是给予的数据[:,:,,,1这是给予的+H[[2,,,,2这是给予的*国会议员站点[[一世这是给予的数据[:,:,,,2这是给予的国会议员站点[[一世这是给予的数据[:,:,,,1这是给予的=新的国会议员站点[[一世这是给予的数据[:,:,,,2这是给予的=新闻结尾
出去[66]:
apploonsiteh(使用1方法的通用函数)

$ \ newCommand {zerodel} {。\ kern- \ nulldelimiterspace} $ $ $ \ newCommand {ket} [1] {\ left |#1 \ right \ rangle} $ $ \ newCommand {bra} [1] {\ left \ langle#1 \ right |} $ $ \ $ \ newcommand {braket} [2]|#2 \ right \ rangle} $ $ \ $ \ newCommand {ketbra} [2] {\ left |#1 \ right \ rangle \ left \ langle#2 \ right |} $假设我们应用了Hermitian操作员$ h_i \ otimes h_j $。如果国会议员的原始债券维度为$ d $,什么是新的债券维度?

在下一步中,我们要考虑hermitian操作员的施密特分解$ h_ {ij} $,该$ h_ {ij} $在两个相邻的状态$ i $和$ j $上。我们可以将这个操作员写为

$$ h = \ sum_ {abcd} \ alpha_ {abcd} \ ketbra {ab} {cd} $$

由于我们知道如何进行schmidt否定状态,因此让我们将操作员写为波函数$$ h = \ sum _ {(ac)(bd)} \ alpha _ {(ac)(bd)} \ ket {(ac))}\ket{(bd)} $$ where the first bra acts on site 1 and the second bra acts on site 2 and we combine $(ac)$ into a single four-dimensional space (i.e. $\ket{00} \rightarrow \ket{0}, \ket{01} \rightarrow \ket{1},\ket{10} \rightarrow \ket{2},\ket{11} \rightarrow \ket{3})$. Now, we can do a Schmdit decomposition on our state: $$H = \sum_j \beta_j \ket{L_j} \otimes \ket{R_j}.$$

请注意,$ \ ket {l_j} $仅在4尺寸的希尔伯特(Hilbert)空间中的site $ i $上是一个波功能(即它看起来像$ \ alpha \ ket \ ket {0} + \ beta \ beta \ ket {1} + \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \伽马\ ket {2} + \ delta \ ket {3} $)重写了此操作员给我们的

$$ o_i = \ alpha \ ketbra {0} {0} + \ beta \ ketbra {0} {1} {1} + \ gamma \ ketbra {1} {0} {0} + \ delta \ delta \ ketbra {1}

在网站$ i $以及操作员$ o_ {i+1} $上作用于现场$ i+1 $。这给出了US $$ h = \ sum_j o^j_i \ otimes o^j_ {i+1} $$,我们将其称为$ h $的schdmit分解。

  • 证明在此施密特分解表格中应用$ h $与应用原始$ h $相同。

  • 此义中可以有多少术语?

在此问题的下一部分中,让我们考虑两个MPS $ \ ket {\ psi_1} + \ ket {\ psi_2} $的总和。编写一些为此总和生成新议员的代码。您可以通过检查振幅来检查代码。这个新议员的最大债券维度是多少?它仍然是规范的吗?

在[40]中:
功能总结((MPS1,,,,MPS2结尾
[3.996787309153]

使用上述注意事项,$ h_ {ij} $在相邻站点$ i $ $ i $和$ j $上的债券维数的最大增加是多少。$ i_1 \ otimes i_2 \ otimes ... \ otimes h_ {ij} \ otimes i_ {j+1} \ otimes ... $更改任何不是$ i $和$J $。如果是这样,请以什么方式解释?

问题3-施密特分解

在这个问题中,我们想了解纠缠在网站上的削减等级如何排名$ i $限制纠缠范围,而在网站上的削减$ j $ where $ | i-j | = a $

符号:一个在网站上$ i $表示网站$ i $和$ i+1 $之间的切割。

回想一下,纠缠等级是施密特分解中的术语数。

  • 首先,证明如果您是在网站上的混合规范形式,则符合网站$ i $的纠缠等级是由站点$ i $的(右)债券维度界定的。

  • 现在,显示您将MPS从网站上的混合规范形式更改为网站上的混合规范形式$ j $时,债券维数可以增加多少?

  • 编写代码以获取国会议员,并使其与站点$ i $相混合。在前两个部分中测试一些示例的结果。如果有帮助

在 [ ]: