多发射器集合体动力学:利用可扩展量子电路探索协同演化

多粒子量子系统在其非平衡动力学中常常表现出奇异行为,这些行为很难通过解析方法或经典计算来揭示。本研究考虑了一个由辐射浴耦合的多个量子发射体组成的系统。通过将玻色子模式高效映射到一组量子比特上,研究人员实现了与NISQ(噪声中等规模量子)时代系统兼容的量子电路,从而能够研究该系统的动力学行为与多种参数的关系,包括发射体数量、系统中的光谱不均匀性、独立发射体的辐射寿命以及发射体之间的空间距离。这些量子算法使该团队能够精确追踪协同动力学的出现(表现为超辐射发射),因为该系统被调节至相对于各种参数的最佳耦合状态。该工作特别能够表征非均匀系统中超辐射发射与单个发射体线宽的函数关系。这些量子算法避免了传统多发射体系统研究中的近似处理,提供了稳健且直观的表征。尽管目前计算仅限于少量量子比特,但通过与解析解和经典计算结果在其各自有效范围内的比较验证,发现这些计算提供了可靠的表征。这些结果表明,该方法可用于有效模拟多种多发射体系统。

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提交arXiv: 2026-03-13 01:51

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