国家知识产权局,量子多体?量子模仿比预期更安稳!,快速减肥法

定位现象提高了用量子核算机处理量子多体问题的准确性,这些问题对传核算算机来说是一个应战,这使得运用现有的量子器材进行数字量子模仿成为或许。量子核算机有望比任何经典核算机以指数级的速度处理某些核算问题。德国德累斯顿普朗克杂乱物理研讨所的马库斯·海尔说:运用数字量子模仿概念来处理量子多体问题是一个特别有远景的运用。这样的模仿或许会对量子化学、材料科学和根底物理发生严重影响。

博科园:在数字量子模仿中,方针量子多体体系的时刻演化是经过离散化时刻演化的根本量子门序列来完成,这个进程称为Trotterization。但是,一个根本的应战是操控一个内涵差错源,这似乎是因为这种离散化。宣布在《科学发展》(Science Advances)上的一篇研讨论文指出,经过量子干与来束缚时刻演化的量子定位,对局域观测数据的这些差错具有很强束缚效果。

比预期更安稳

因而,数字量子模仿在本质上比人们对全球多体波函数已知差错规模的预期要安稳强壮得多。这种鲁棒性的特征是一个尖利阈值,作为运用时刻粒度的函数,丈量所谓的小跑步长。阈值将具有可控步进差错的规矩区域(体系在时刻演化算子的特征态空间中表现出局域性)与量子混沌区域(差错敏捷累积,使得量子模仿成果无法运用)别离开来。研讨成果表明,数字量子模仿中相对较大的步长可认为部分观测保存可控步长差错。

  • 从本质上讲,数字量子模仿要比人们对全球多体波函数已知差错鸿沟的希望愈加安稳。图片“IQOQI Innsbruck/Harald Ritsch

因而,有或许削减量子门操作的数量。以真实地表明所需的时刻演化,然后减轻不完美的单个门操作的影响。这使得数字量子模仿经典具有应战性的量子多体问题在当时的量子器材中触手可及。数字量子模仿(DQS)的一个根本应战是操控一个固有差错,当将一个量子多体体系的时刻演化离散为一个量子门序列时,就会呈现这种差错,称为Trotterization。新研讨证明了量子局域化(经过量子干与来束缚时刻演化)

对部分可观测的这些差错有很强束缚,导致了与体系巨细和模仿时刻无关的差错。因而,DQS本质上比大局多体波函数已知差错边界的鲁棒得多。这种鲁棒性的特征是一个尖利的阈值作为一个函数步巨细,它别离了一个部分区域与可控蹄步差错从量子混沌体系。研讨成果表明,关于部分观测值,具有较大步长的DQS能够坚持可控的差错。因而,能够削减门操作的数量,以忠诚地表明所需的时刻演化。

博科园-科学科普|研讨/来自: 因斯布鲁克大学

参阅期刊文献:《Science Advances》

DOI: 10.1126/sciadv.aau8342

博科园-传递世界科学之美