量子科技中心_量科网

强关联量子物质在有限温度下的性质是凝聚态物理、化学和高能物理领域的核心问题，但通常难以通过量子蒙特卡洛（QMC）等经典方法进行研究。本文利用数字量子计算机研究了受挫自旋系统的耗散热态制备。作者聚焦于kagome晶格上的两个典型模型：反铁磁海森堡模型（AFHM）——由于严重符号问题，其有限温度性质无法通过QMC获取；以及反铁磁伊辛模型（AFIM）——作为无符号问题的基准模型。通过使用IBM量子处理器，该团队在包含多达79个自旋（耦合60个环境量子比特）的kagome晶格上制备了AFIM的近似热态。研究人员观察到一种具有可调有效温度的稳健稳态的出现，该稳态在包含超过1000层双量子比特门的电路中持续存在。作者进一步通过AFIM和AFHM的经典态矢量模拟，研究了耗散协议的可扩展性。在多达24个格点的晶格上，该工作发现达到热平衡所需的电路深度与系统尺寸无关，且随逆温度的增长最多呈线性关系。这些结果将工程化耗散确立为受挫物质有限温度量子模拟的一种有前景的方法，并指出了量子设备可能超越经典方法的参数区间。