量子科技中心_量科网

量子计算机是研究强关联系统基态特性的理想平台，这源于经典计算技术在处理展现量子相变系统时的局限性。尽管含噪声中等规模量子（NISQ）计算机的错误率仍然较高，但在此类设备上模拟强关联系统并提取潜在相态信息仍具可行性。受挫横向场伊辛模型（TFIM）便是具有多重有序磁相态的代表性系统。本工作中，该研究团队模拟了具有次近邻自旋交换作用的二维受挫TFIM在零温条件下的行为。近邻铁磁耦合与次近邻反铁磁耦合的竞争引发了系统受挫效应，而量子涨落的存在进一步丰富了基态相图特征。研究人员采用变分量子本征求解器（VQE），在16个位点（量子比特）的周期边界方形晶格系统上计算相态，并将训练后的VQE电路与精确对角化结果比对以获取误差度量。该工作重点探究模型的基态相变过程，其中VQE成功识别出主导磁相。经优化的VQE电路随后在Quantinuum H1-1离子阱量子计算机上运行（未采用任何误差缓解技术）。实验表明，通过基态能量、能量导数及自旋关联函数等指标，该团队近乎完美地重构了受挫模型的磁相特征。此项研究证实：在VQE方法的框架内，离子阱量子处理器能够实现对强关联系统的可靠模拟。