采用量子退火处理器实现模拟-数字量子计算

量子退火处理器通常以同步方式控制量子比特,均匀衰减量子涨落,直至所施加的系统哈密顿量在计算基中对角化。这种简化控制需求的方式使得退火量子处理单元能够扩展到比门控系统更大的规模,但也限制了可用操作的类型。本研究通过在一个高度多路复用的超导量子退火处理器中实现模数混合量子计算,成功拓展了操作类型。该方法涉及在固定多体哈密顿量下的演化(在弱耦合状态下可由有效XY模型准确描述),以及通过辅助量子比特实现的任意基初始化和测量。从操作层面看,这等同于在模拟量子演化的首尾实施单量子比特门操作。研究团队通过以下基础性应用验证了该能力:不同初始化与测量基下的单/双量子比特相干振荡、符合理论预测的具有费米子色散特性的多量子比特量子行走,以及无序链中的安德森局域化现象。这些实验为量子计算与模拟开辟了广阔新前景,极大拓展了商用量子退火处理器的应用范围。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-03-16 16:58

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