面向近期量子处理器的量子态热制备

制备多体系统的量子热态是量子处理器面临的关键计算挑战,在物理学、化学和经典优化领域具有重要应用。该研究团队提出了一种简单高效的热态制备算法,结合了工程化浴重置技术和可调谐系统-浴耦合机制,构建出近似满足量子细致平衡关系的量子通道。研究表明,该通道的不动点σ̂能以‖σ̂−σ̂β‖∼θ²的精度逼近吉布斯态,其中θ表示系统-浴耦合强度,σ̂β∝e−βĤS。以二维量子伊辛模型为例,该工作通过大量数值模拟证实,该方案能在整个有限温度相图(包括量子相变点附近区域)成功制备热态。该算法为利用当前及近未来量子处理器高效模拟有限温度下的量子关联态提供了可行路径。

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