受制于驱动和耗散影响的量子系统Quantum systems,呈现出了诸多独特的非平衡现象,并与凝聚态物质、量子光学、计量学和量子纠错相关。例子之一是具有独特量子性质的相变出现,这与耗散通常导致经典行为的直觉相反。这种系统的量子和非平衡性质,很难用现有的工具来研究,例如来自平衡统计力学的工具,并且对数值模拟提出了挑战。然而,量子计算机非常适合模拟这样的系统,特别是在原始量子环境中,当硬件开发能够控制耗散操作的应用。
今日,全球最大的集成量子计算公司之一,美国Quantinuum的Eli Chertkov等,在Nature Physics上发文,报道了利用离子阱量子计算机trapped-ion quantum computer,对非平衡相变实现了大规模精确量子模拟。还模拟了经典接触过程的量子扩展,并提出了作为里德堡原子驱动气体的描述,从而激发了许多尝试,以确定量子效应对经典定向渗流普适类的影响。基于诸如量子比特重用和基于实时条件逻辑的错误避免等技术,实现了具有73个位置和多达72个电路层模型的大实例,并定量地确定模型的关键属性。为此,今天的量子计算机,有望模拟开放量子系统动力学和非平衡相变。Characterizing a non-equilibrium phase transition on a quantum computer. 图1:驱动耗散量子电路。
图2:量子位重用和实时条件逻辑。
图3:在量子计算机中,临界标度的实验观测。
Chertkov, E., Cheng, Z., Potter, A.C. et al. Characterizing a non-equilibrium phase transition on a quantum computer. Nat. Phys. (2023). https://doi.org/10.1038/s41567-023-02199-whttps://www.nature.com/articles/s41567-023-02199-w声明:仅代表译者个人观点,小编水平有限,如有不当之处,请在下方留言指正!