用量子计算机上的波包动力学研究能量分辨输运

探究量子模拟器中的能量依赖输运特性需要制备具有可调能量且能量方差较小的量子态。现有方法通常研究简单初态(如计算基态)的猝灭动力学,这些初态远离能量本征态,因此限制了可实现的能量分辨率。该工作提出利用波包来探测输运性质,从而获得更优的能量分辨率。为验证此方法的有效性,研究人员在Quantinuum公司H2-2量子计算机上制备并演化波包,在8×7晶格的安德森模型中观测到能量依赖的局域化相变——一种有限尺寸的迁移率边。实验发现,低能初始波包在时间演化中保持空间局域性,而高能波包则会退局域化,这与迁移率边的存在相吻合。实验的关键在于采用最大似然估计进行误差缓解,通过推断无噪声输出比特串分布,相比后选择法可消除系统误差并将统计不确定性降低至五分之一。该团队还通过开发量子算法将方法拓展至多粒子体系,用于制备一维相互作用费米子模型中的准粒子波包。该技术对量子资源需求适中,使得基于波包的多体系统输运研究成为近期量子计算机极具前景的应用方向。

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提交arXiv: 2026-01-22 18:30

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