制备高保真热场双重态
量子计算机的一项重要承诺是能够受控制备超越高效经典计算能力的多体量子态。其中最重要的目标包括热混合态及其热场双重(TFD)纯化态,这些态在量子多体物理和量子引力中扮演核心角色。对于具有有界能谱且满足本征态热化假说(ETH)的目标系统,该团队提出了一种由目标哈密顿量的两份副本及其间的超局域耦合构成的母哈密顿量。该团队论证,此母哈密顿量存在能隙,其基态近似于目标哈密顿量的TFD态。通过从强耦合区域绝热演化,该工作即可制备高保真度的TFD态。该研究在两类模型中采用数值方法探讨了母哈密顿量的两种变体:一维和二维混合场伊辛模型,以及非局域的“自旋Sachdev-Ye-Kitaev”模型。在较简单的变体中,对于近期量子设备可访问的系统尺寸,母哈密顿量基态与TFD具有高重叠度。然而,全局重叠度随量子比特数呈指数衰减,每个自由度的误差较小。第二种变体引入了一个额外的惩罚项,可通过调节来减少或消除重叠度随系统尺寸的衰减。结合基于ETH的通用分析,这些结果表明该方法适用于TFD制备,且不局限于特定温度或几何局域性。
量科快讯
1 天前
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