超导量子处理器上多体耗散动力学的变分量子模拟

开放量子系统蕴藏着诸多引人入胜的物理现象,但由于希尔伯特空间的指数级增长及其动力学固有的非幺正特性,在可控量子设备上模拟这类系统极具挑战性。该研究团队提出并通过实验验证了一种可扩展模拟非幺正多体耗散动力学的变分量子算法。该算法基于哈密顿模拟线性组合框架,将非幺正动力学转化为幺正演化的加权求和。通过进一步引入用于损失函数评估的简化量子电路,该方案适用于近期量子硬件——其电路深度与模拟时长无关。研究人员在超导量子处理器“悟空”上模拟了耗散横场伊辛模型的集体动力学及相互作用的Hatano-Nelson模型,从而验证了该方案。该工作凸显了含噪声中等规模量子设备在模拟多体耗散动力学方面的能力,为推动利用这类设备解决重大物理问题迈出了重要一步。

作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
页数/图表: 登录可见
提交arXiv: 2025-10-23 01:43

量科快讯