基于含噪声中等规模量子设备的极化子-分子转变量子模拟

强关联费米子体系的模拟依然是计算物理学中最具挑战性的课题之一,这源于希尔伯特空间的指数级增长和费米子符号问题。本工作提出了一个数字量子模拟框架,用于探索费米极化子以及玻色-爱因斯坦凝聚态(BEC)到巴丁-库珀-施里弗(BCS)超流态的连续过渡。研究人员构建了统一哈密顿量形式体系,将配对超流性与杂质物理相连接,并通过约当-维格纳变换将系统映射至基于门的量子处理器。采用一阶Trotter-Suzuki分解方法,该团队实现了Ramsey干涉测量方案以提取系统的实时动力学行为和谱响应。研究结果表明:系统在强耦合极限下呈现出线性能量重整化特征,实现了从修饰准粒子(极化子)态到稳定分子束缚态的光滑过渡。通过与经典精确基准测试对比验证,该工作确认了模拟的可靠性,并报告了在巴塞罗那超级计算中心量子硬件上的成功执行。尽管量子硬件存在固有噪声,混合变分方法仍展现出卓越的鲁棒性,精确捕捉了谱密度的分岔行为。

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提交arXiv: 2026-01-26 10:00

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