自旋输运的数字量子模拟

长期以来,量子自旋系统中的输运现象因其在自旋电子器件和自旋量子比特中的潜在应用而令物理学家着迷。该研究团队通过基于超导量子比特的transmon器件证明,在容错阈值前阶段的数字量子模拟能够可靠地用于通过自旋流自相关函数(ACF)研究输运现象。尽管自旋-自旋ACF的量子模拟已被用于探测自旋输运,但基于自旋流ACF的方法因其较高的门操作代价尚未得到验证,尽管后者能提供更直接的输运特性信息。通过克服哈达玛测试等间接测量方案带来的资源限制,该工作展示了一种利用非幺正操作(特别是电路中途测量)的直接测量方案,用于研究40位点一维XXZ海森堡模型在近弹道、超扩散和扩散区域的自旋输运行为。研究人员成功复现了超扩散区域的预期幂律行为,以及扩散区域中德鲁德权重的消失现象。

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