扩展Jaynes-Cummings模型的量子模拟端到端复杂度分析
扩展Jaynes-Cummings模型(eJCM)是描述多模光-物质相互作用的基础理论框架,在光子追加和准无噪放大等量子技术中具有直接应用价值。然而,该模型的复杂性使得经典计算机无法有效模拟具有实际意义的大规模系统。该研究团队提出了首个完整的eJCM量子模拟端到端框架,开发了基于一阶和二阶乘积公式的显式量子算法与电路,分别在薛定谔绘景和相互作用绘景中分析系统动力学。研究包含指导参数选择的严格闭式误差界,并将方法扩展至高效处理纯态与混合态。通过数值模拟验证理论成本模型后,该工作进一步给出了容错资源详细分析——针对表面码架构编译模拟电路,获得了物理量子比特数量和执行时间的具体估算。此项研究为在未来量子计算机上模拟eJCM提供了完整技术路线图。
