利用局部控制实现费米子哈密顿量工程

量子模拟器通过将凝聚态系统中的复杂量子现象复现到可控量子设备上,使得探索这些现象成为可能。然而,实验限制往往约束了能被原生实现的哈密顿量类别。哈密顿量工程通过从硬件定义的系统哈密顿量出发,扩展可访问的目标哈密顿量集合,从而克服了这一局限。该团队提出了一种新的费米子哈密顿量工程框架,其核心是将系统哈密顿量下的自由演化与实验上可行的局域费米子幺正序列进行共轭操作。所需的序列和自由演化时间可通过线性规划高效求解。通过将系统演化与这些局域幺正操作交替进行,该方法能够在广泛的目标哈密顿量类别下实现有效的含时演化,并对有限脉冲时间误差具有内在鲁棒性。特别地,该工作证明,只要底层系统哈密顿量的连接性允许,任意复数的隧穿系数均可实现。该团队通过在1088模晶格上实现无相互作用Harper-Hofstadter模型的动力学,以及具有复数隧穿系数的相互作用Fermi-Hubbard链,展示了该能力。从构造原理上,该方法避免了Floquet工程中固有的连续能量吸收问题。
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提交arXiv: 2026-06-15 18:00

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