By no fast-forwarding theorem, the simulation time for the Hamiltonian evolution needs to be $O(\|H\| t)$, which essentially states that one can not go across the multiple scales as the simulation time for the Hamiltonian evolution needs to be strictly greater than the physical time. We demonstrated in the context of the semiclassical Schr\"odinger equation that the computational cost for a class of observables can be much lower than the state-of-the-art bounds. In the semiclassical regime (the effective Planck constant $h \ll 1$), the operator norm of the Hamiltonian is $O(h^{-1})$. We show that the number of Trotter steps used for the observable evolution can be $O(1)$, that is, to simulate some observables of the Schr\"odinger equation on a quantum scale only takes the simulation time comparable to the classical scale. In terms of error analysis, we improve the additive observable error bounds [Lasser-Lubich 2020] to uniform-in-$h$ observable error bounds. This is, to our knowledge, the first uniform observable error bound for semiclassical Schr\"odinger equation without sacrificing the convergence order of the numerical method. Based on semiclassical calculus and discrete microlocal analysis, our result showcases the potential improvements taking advantage of multiscale properties, such as the smallness of the effective Planck constant, of the underlying dynamics and sheds light on going across the scale for quantum dynamics simulation.


翻译:汉密尔顿进化的模拟时间不需要快速推移理论, 模拟时间需要为$O( ⁇ H) t, 这基本上说明人们不能跨多个尺度, 因为汉密尔顿进化的模拟时间需要严格高于物理时间。 我们在半古典的 Schr\"doninger 方程式中显示, 某类可见的计算成本可能大大低于最先进的界限。 在半古典制度( 有效的普朗克常数$h/ ll 1美元) 中, 汉密尔顿的操作者标准是$O( h)-1美元 美元。 我们显示, 用于可观测进化进化的Trotter步骤数量可以严格大于物理时间。 我们用半古典的Schr\" 量级方程式模拟某些可观察到的成本, 只需要与经典尺度相比的模拟时间。 在错误分析中, 我们改进添加的可测误差约束 [Lasser- Lubich 2020], 至 统一可测的微观误差标准是$( $) $( h) $) 的操作规范 $( hold) $1) 。 我们的快速进度的快速进度中, 的轨进化的精确进度 分析,,, 的精确级的精确级的精确度分析,, 的级的级的精确度是,,, 的精确度,, 和 基础的, 。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
45+阅读 · 2020年10月5日
专知会员服务
159+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年10月5日
Arxiv
0+阅读 · 2022年10月5日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员