量子科技中心_量科网

该团队报道了在IBM Quantum Nighthawk处理器上对大规模N二维量子色动力学(QCD₂)中核子-反核子相互作用的量子模拟。在大N极限下，QCD₂允许一种玻色子化描述，其中重子作为有效介子场论中的拓扑孤子（扭结）出现，为重子-反重子动力学提供了一个可控的非微扰框架。该团队通过将连续玻色子化哈密顿量映射到等效于XXZ模型的自旋链表示来阐述该问题，其中各向异性由QCD参数设定。在此映射中，核子和反核子态分别对应扭结和反扭结激发，而其相互作用则编码在链的自旋关联中。利用Jordan-Wigner编码，该团队在有限数量的量子比特上实现了由此产生的XXZ哈密顿量，并通过变分基态拟设和针对Nighthawk架构优化的后选择非幺正无序算符插入来执行该哈密顿量。该团队随后展示，由于结构化的误差抵消，可以从量子硬件稳健地提取出由这些非幺正弦算符的条件能量构建的扭结-反扭结相互作用势。所得势能显示出预期的吸引行为。量子模拟结果与精确对角化和理想态矢量评估进行了基准比较，显示出良好的一致性。为了将设备结果与连续场论联系起来，该团队利用大L矩阵乘积态计算提取了连续极限下的势能。