量子科技中心_量科网

开放量子系统是量子光学、凝聚态物理和化学领域的核心问题，然而其模拟对经典和近期量子硬件而言仍具挑战性。该工作实现并执行了实用规模的量子电路，精确再现了相互作用量子比特的耗散动力学。该研究考虑了一维链中多个量子比特弱耦合于共同马尔可夫浴的情况。通过引入辅助量子比特辅助的耗散通道（包括单量子比特和双量子比特耗散子以捕获集体衰变），实现了系统的马尔可夫时间演化的特罗特化演化。中间电路测量、条件门和硬件感知编译显著降低了电路深度。该团队进一步实现了偏置克利福德数据回归（偏置CDR），这是一种错误缓解策略，其性能优于均匀克利福德化基线和多种零噪声外推协议。该研究在IBM System Two \texttt{ibm\_basquecountry}上执行了包含多达86个发射体链动力学的大规模量子实验。为此，该团队使用了总共129个量子比特（包括辅助比特），最大电路包含约8000个双量子比特门。为验证这些实验，该研究开发了一种经典蒙特卡洛-时间演化块消减（MC-TEBD）张量网络方法，通过随机纯态轨迹纳入重置操作，获得了非常好的一致性。该方法通过动态电路、针对性错误缓解和张量网络验证，为耗散动力学的实用规模量子模拟开辟了一条实用途径，并能够处理耗散光学腔中量子发射体等系统的复杂动力学。