在离子阱量子计算机上使用随机算法模拟稀疏SYK模型

萨赫德夫-耶-基塔耶夫(SYK)模型描述了一种具有强量子混沌特征的强关联量子系统。由于其混沌特性,实时动态的经典数值模拟很快变得难以处理,因此量子模拟被认为是一种有吸引力的替代方案。然而,在噪声量子处理器上模拟SYK模型受到其哈密顿量复杂性的严重限制。该研究团队在离子阱量子处理器上模拟了包含24个马约拉纳费米子的稀疏化SYK模型的实时动态。研究人员采用了一种名为TETRIS的随机化量子算法,并开发了针对该算法的误差缓解技术。利用硬件的高保真量子操作和量子比特的全连通性,该工作成功计算了足够长时间段的洛施密特振幅,从而观测到其衰减现象。 基于实验结果和进一步的数值分析,团队通过估算所需量子资源,评估了未来更大规模SYK模型模拟的可能性。此外,研究人员提出了一种基于随机化SYK哈密顿量和TETRIS算法的可扩展镜像电路基准测试,论证其比标准镜像电路能更准确估计局域可观测量保真度的衰减。

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