通过量子计算机上的哈密顿量工程测定125位点平面Kagome反铁磁体的实验基态能量
该研究团队展示了一个实用级量子计算实例:通过使用IBM公司的“猎鹰”和“蜂鸟”量子处理器,计算了反铁磁海森堡模型下125位点平面Kagome晶格的基态能量。对于自旋1/2的KAFH体系,研究人员获得的最佳单点位基态能量估值达到-0.417J,经过开边界修正后非常接近公认的热力学值-0.438J。 为实现这一目标,该团队提出了一种混合计算方法——将变分量子本征求解器(VQE)拆分为局部(经典计算)和全局(量子计算)组件以提高硬件利用率。此外,研究人员设计了一种哈密顿量工程策略:通过增强缺陷三角形上的耦合来模拟环路翻转动力学,从而在保持物理精度的同时简化拟设。 通过采用单次重复的硬件高效拟设,该工作实现了高达103个量子比特的高保真度纠缠态,并成功测定了哈密顿量的最低本征值。这项研究证明了VQE方法在二维阻挫体系中的可扩展性,为未来使用更深层拟设电路和更大晶格的研究奠定了基础。
