量子科技中心_量科网

在高能物理学蓬勃发展的量子模拟领域中，一个核心目标是通过量子计算机对散射过程的微观动力学进行第一性原理研究。目前，最先进的量子模拟器受限于较小的系统规模，且仅能实现规范场的二能级表示。该研究团队提出了一种高效且实验可行的数字qudit量子电路方案，用于研究U(1)量子链接格点规范理论中远离平衡态的淬火动力学，其中电场和规范场以自旋-1算符形式表示。通过专用数值模拟，研究人员在这些电路设计上探究了该模型的散射过程，重点研究了介子-介子和介子-反介子碰撞。后者在规范场的二能级表示中无法实现，凸显了qudit在探索量子电动力学相关散射过程中的独特优势。研究揭示的散射动力学呈现了丰富的物理现象，包括介子翻转行为，以及介子-反介子碰撞中随规范耦合强度变化的反射-透射转变。该工作的模拟引入了退相位和退极化等实际噪声模型，结果与无噪声精确动力学高度吻合，表明当前qudit平台已具备观测微观散射动态的能力，且所需电路深度显著低于量子比特方案。