量子多体系统是由许多以复杂方式运动的微小粒子组成的原子核之类的东西。这使得预测粒子相互作用时系统的行为变得极其困难。为了研究这些系统，研究人员使用称为量子蒙特卡罗模拟的计算工具。

在这项工作中，研究人员使用了一种称为“浮块法”的特定量子蒙特卡罗方法来计算对应于两个不同哈密顿量的原子核以及它们如何重叠。哈密​​顿量是量子系统能量的数学描述。该研究发表在《物理评论快报》杂志上。

研究哈密顿量可以让科学家了解量子系统如何随时间变化。浮块方法使得以前大型量子系统不可能进行的计算成为可能。

浮块方法允许研究人员使用量子蒙特卡罗模拟为量子系统构建快速、准确的模拟器。它的工作原理是计算几个不同的特定参数值(定义量子系统的值)的数据。

这些基线数据使研究人员能够创建一个模拟器，该模拟器将准确预测特定范围内所有参数值的结果。浮块法和量子蒙特卡罗模拟的使用具有许多潜在的应用。例如，它可以帮助科学家进行量子计算。

来自于利希研究中心、波恩大学和密歇根州立大学稀有同位素束设施的研究人员使用浮块法，通过量子蒙特卡罗计算来计算不同哈密顿量的能态之间的重叠。

为了计算能态之间的重叠，浮块方法使用两个不同哈密顿量的虚数(而不是实值)时间演化，并以渐进的计算顺序重新排列时间块。这个过程让人想起一块冰块从大冰块中脱离并漂浮到大海中。

浮块方法的计算效率比其他方法好几个数量级，并且计算优势随着系统规模的增大而变得更大。

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