可调量子传输的平带与全平带动力学数字量子模拟

该研究团队利用数字量子计算机研究了平带(FB)与全平带(AFB)晶格上的动力学行为。通过采用先进的张量网络方法压缩量子电路,该工作突破了当前含噪声中等规模量子(NISQ)计算机的固有局限,实现了长时间尺度的高保真时间演化模拟,并在数字量子模拟中观测到多种有趣的动力学现象。 研究首先在单粒子量子行走层面展开模拟:通过将每个晶胞的磁通量分别调节至ϕ=0和ϕ=π实现了FB与AFB晶格的构建。经电路压缩后,研究人员成功模拟出FB晶格中的离域化现象以及AFB晶格中的阿哈罗诺夫-玻姆囚禁效应。随后,该团队将FB与ABF晶格集成于一维晶格结构中,探究这些晶格体系在调控量子输运方面的作用。进一步研究还揭示了单个ABF晶格对相互作用/非相互作用双粒子动力学的调控效能,发现即使在存在相互作用的情况下,跳跃振幅仍是可调控粒子输运的有效参数。 研究结果表明:通过电路压缩技术,在现有NISQ设备上实现平带物理的数字量子模拟具有可行性。这种能力为探索平带体系在量子控制及新兴量子技术中的潜在应用开辟了新途径。

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