通过量子计算机上的热场动力学实现热态幺正编码
量子计算在过去几十年间已引起科学界的广泛关注。然而,尽管具备某些相关优势,近期量子设备仍严重受限于热效应——这些效应会导致退相干并限制有限温度下的相干控制。针对这一问题,该工作报道了一种基于量子门的算法,可制备热场动力学(TFD)的有限温度真空态并追踪其实时演化。该算法电路深度随系统规模线性增长,仅需单量子比特旋转和最近邻CNOT门,因而特别适合含噪中等规模量子(NISQ)设备。研究团队在PennyLane模拟器上进行了基准测试:磁场中自旋1/2粒子的磁化强度与精确解M(β)=tanh(βω/2)达到机器精度一致,相干进动过程出现的温度依赖性阻尼也与TFD理论预测定量吻合。该工作为热量子模拟提供了开箱即用的工具箱,并为在近期设备上研究耗散相变、量子热力学及热机器学习模型开辟了新途径。

