磁性记忆与量子跃迁的滞后效应:量子退火器的理论与实验研究
量子退火利用量子隧穿效应进行非局域搜索,从而最小化通常由亚稳态性引起的记忆效应。然而,近期研究在D-Wave模拟量子硬件上实现的大规模横场伊辛系统中,观测到了显著的滞后现象。这些引人入胜结果的量子本质仍需更深层次理解。本文提出一个概念框架,通过将朗道-泽纳两能级跃迁与一阶分段恒定传播子相结合,并引入半经典畴壁动力学,成功解释了观测到的行为。研究人员在量子退火处理器上对该方法进行实验验证,在包含多达4906个量子比特的周期性边界条件一维环结构中,观测到明显的矫顽力——这种条件下经典滞后被禁止,但量子滞后仍可存在。该框架准确复现了三种不同D-Wave量子退火机的实验数据:包括测量到的扭折密度、滞后回线形态以及纵向扫描速率标度规律,特别捕捉到显著的非单调特征和瞬态负磁化率现象,并将其鉴定为真正的量子记忆效应。这些研究成果确立了可编程量子退火机作为探索多体量子系统中具有记忆特征的非平衡动力学的强大实验平台。
