数字qubit量子模拟器中非厄米相互作用的设计

非厄米哈密顿量是一类引人注目的多体模型,用于描述通过粒子、能量或信息交换与环境相互作用的量子系统的有效动力学。尽管其理论框架已经成熟,但在量子模拟的背景下,对此类哈密顿量进行受控工程仍然具有挑战性,当非厄米部分描述 \(k\) 体相互作用时尤其如此。Qudit 量子模拟器为实施此类模型提供了一个引人注目的框架。该研究从理论上研究了一维 qudit 链在混合幺正-投影演化下的动力学,其中经过适当设计的测量将动力学约束在 Zeno 子空间内。如该工作以 qutrit 为例所说明的,在 Zeno 子空间内,动力学由一个伪自旋 \(1/2\) 系综的有效非厄米哈密顿量主导,该哈密顿量可以继承与完整 qutrit 链相同连通性的非厄米两体相互作用。该工作推导了一个解析关系,将受监测 qutrit 的演化与所需的目标非厄米哈密顿量联系起来,并通过代表性模型的数值模拟验证了该有效描述。该方案为在实验相关的多能级量子平台(包括俘获离子和超导电路)中实现一大类相互作用的非厄米多体哈密顿量提供了一条建设性路线。
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提交arXiv: 2026-06-25 18:00

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