二维量子动力学电路压缩
针对非平衡态量子多体动力学的研究依然是物理学中最激动人心的前沿领域之一,它横跨了我们对复杂量子现象的理解与实现量子优越性这两大目标。量子系统动力学模拟的传统算法通常需要深层的量子电路,但在近期硬件条件下,其精度会受到噪声和缺陷的严重影响。因此,如何在保持高精度的前提下将深层量子电路压缩为浅层结构,成为量子模拟的关键突破点。尽管变分量子编译方法展现出前景,其核心难点始终存在:如何确保变分拟设V能精确近似目标幺正算符U。本研究团队通过运用泡利传播技术,开发出适用于二维(2D)及以上大尺度量子系统动力学模拟的电路压缩策略。以30×30量子比特系统为例进行压缩演示,在相同电路深度条件下,其精度比标准Trotter分解方法高出数个数量级。为验证该方法的可行性,研究团队在Quantinuum公司H1量子处理器上执行编译后的拟设电路,观察到其追踪系统动态的保真度显著优于未经优化的Trotter分解电路。这项电路压缩方案通过降低量子资源消耗延长可模拟时长,为实用化量子优越性迈进重要一步,同时为探索硬件友好型拟设家族开辟了新路径。
