阿贝尔希格斯模型的混合模拟数字仿真
为了利用近期量子计算机研究规范场理论,需要探索非传统量子模拟器以寻找资源高效的模拟方案,最终实现对不同场论(包括量子色动力学相图中未探索区域)奇异特性的研究。该工作利用超导transmon型三能级量子处理器,在双位点系统上构建并实现了一种基于脉冲的(1+1)维阿贝尔希格斯模型(AHM)三能级混合模拟-数字协议。与此同时,研究人员还实验性地实现了基于量子门的同模型模拟方案。通过将transmon希尔伯特空间的三能级截断自然映射至自旋1截断的AHM模型,该团队采用两种协议观测到了与电场算子类似的AHM场观测量实时动力学行为。 在模拟-数字混合方案中,研究人员通过结合局域模拟驱动、transmon自然相互作用哈密顿量的受控调制以及动态解耦脉冲,设计出Floquet模拟系统。对于数字方案,该工作采用最先进的三能级量子处理器,结合先进的误差缓解技术实现了模型的Trotter化模拟。论文进一步讨论了两类方法的可扩展性及其拓展至其他模型哈密顿量模拟的潜力。这些实验为在当前及近期的transmon三能级处理器上研究基于自旋1和SU(3)的规范场理论模型提供了可行平台。

