量子科技中心_量科网

费米-哈伯德模型是凝聚态物理中描述强关联电子体系的基础模型。与此同时，量子计算机正成为探索这类量子多体系统复杂动力学的重要工具。该研究团队利用IBM超导量子计算机的100多个量子比特，首次实现了对一维费米-哈伯德模型的量子模拟。研究人员针对IBM等量子硬件有限的比特连接性特点，为费米-哈伯德模型的时间演化开发了一阶Trotter分解方案，并进一步扩展为优化的二阶Trotter分解方法。值得注意的是，这两种Trotter分解方案均具有可扩展性，且每个Trotter步长的电路深度保持恒定（与量子比特数量无关），使得该工作能通过测量时间演化量子态的Néel观测量（交错磁化强度）期望值，精确研究费米-哈伯德模型中的弛豫动力学。最终，研究团队成功实现了这类大规模量子多体系统期望值的测量——尤其在具有更强纠缠的长时标条件下，这一成果凸显了超导量子平台相比传统经典近似方法的量子优势。