多目标密度矩阵重正化群X算法及其在电路量子电动力学中的应用

获取耦合超导量子比特阵列本征态的精确表征,是设计基于电路量子电动力学(QED)量子处理器的关键步骤。然而,对于数十个量子比特以上的系统规模,器件哈密顿量的精确对角化极具挑战性。该研究团队采用密度矩阵重整化群(DMRG-X)算法的变体,无需预先计算低能态即可高效获得二维transmon阵列的局域化本征态。该工作还提出MTDMRG-X新算法,将DMRG-X与多目标DMRG相结合,即使在存在强本征态杂化的区域也能高效计算激发态。该团队展示了这些方法在分析包含量子比特与耦合器的多transmon哈密顿量中长程耦合的应用,并探讨了本征态局域化现象。这些进展为大规模超导量子处理器的设计与参数优化提供了支持。

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