模拟量子计算机中的质量相关退相干:检验引力诱导坍缩的基准特征

该研究团队提出了一项受彭罗斯引力诱发坍缩假说启发的量子计算模拟研究,针对质量相关退相干模型进行了探索。根据客观坍缩(OR)理论,当量子叠加态分支间的引力自能差超过特定阈值时,叠加态会变得不稳定并发生坍缩,其坍缩时间τ≈ℏ/EG。在工作中,该团队在Qiskit AerSimulator量子模拟器中实现了一个质量相关退相干噪声信道p(m)=1−e−kmα,其中m代表叠加态有效质量的替代参数,映射为电路参数(如纠缠量子比特数或分支规模)。该模型被应用于三个经典量子计算实验:GHZ态宇称测量、分支质量纠缠测试以及Grover搜索算法,由此产生了与恒定速率退相干存在本质区别的特征性坍缩特征。这些实验结果可作为基准参考:若未来硬件实验在理想隔离条件下呈现出相同的标度规律,则可能表明质量相关坍缩过程的贡献;反之,若偏离趋势呈现恒定噪声特征,则暗示不存在此类引力诱发效应。该研究结果为利用量子计算机作为探索量子力学基本问题的潜在测试平台,提供了可复现的实验方案与基准参照。

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