量子科技中心_量科网

近几十年来，量子计算领域取得了显著发展。尽管在实现全数字化、可扩展且容错的量子计算机方面已取得诸多进展，但仍面临许多关键性挑战。在此过渡阶段，对目标量子系统进行直接模拟不仅能填补重要空白——既可探索多体物理与量子-经典跃迁的基本问题，又可能为验证量子模拟结果提供替代方法——还具有特殊意义。该工作展示了一种通过冷中性原子系集体磁矩的闭环控制及非破坏性测量来模拟各类自旋系统哈密顿量的方法。通过适当调整反馈控制律，研究人员能在原子系综中产生非线性动力学行为，从而在介观尺度研究集体自旋系统的物理特性。此外，通过调控集体自旋中的原子数量，该团队有望在量子极限到经典极限的过渡区域研究这些动力学行为。具体而言，该研究模拟了两种模型：Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）哈密顿量及其密切相关的Kicked Top模型。在前者中，该系统在预期参数范围内展现出对称性破缺相变；针对后者，研究人员重点探究了两个有趣现象：混沌的形成以及动态驱动的时间晶相。最后还将讨论该方法的优势与局限性。