量子科技中心_量科网

量子计算的核心目标之一是实现对量子材料的真实模拟。尽管量子处理器在规模和保真度方面进展迅速，但人们仍不清楚在容错技术成熟前的量子设备能否在其有限的量子门预算内执行定量可靠的材料模拟。本研究证明，一台运行多达50个量子比特的超导量子处理器已能与KCuF3的非弹性中子散射测量结果进行有意义的定量比较——KCuF3作为无能隙Luttinger液体体系的典型实现，具有强关联基态和涌现自旋子激发谱。该量子模拟通过一种计算动力学结构因子（DSF）的量子-经典混合工作流程实现，所得谱图通过多种指标与实验测量结果进行基准测试，凸显了电路深度和电路保真度对模拟精度的影响。最后，研究人员将模拟扩展到具有次近邻相互作用和强各向异性的一维XXZ海森堡模型，生成了具有能隙的激发谱，该模型可用于描述奈尔温度以上的CsCoX3化合物。这项工作建立了一个计算强纠缠和长程相互作用等经典计算挑战性体系中DSF的框架，使得量子模拟结果可直接与实验室测量数据进行验证。