IT之家 5 月 30 日消息，清華大學 / 合肥國家實驗室段路明研究組近期實現(xiàn) 512 離子二維陣列的穩(wěn)定囚禁和 300 離子量子比特的相干量子操控與量子模擬。
該工作實現(xiàn)了國際上最大規(guī)模的可單點分辨的多離子量子模擬，是離子阱量子計算與模擬的規(guī)?；芯康闹匾徊?。該成果研究論文于 5 月 29 日在線發(fā)表于國際學術(shù)期刊《自然》雜志。
據(jù)介紹，離子阱系統(tǒng)被認為是最有希望實現(xiàn)大規(guī)模量子模擬和量子計算的物理系統(tǒng)之一。本工作中，研究人員利用低溫一體化離子阱技術(shù)和二維離子陣列方案，擴展離子量子比特數(shù)并提高離子陣列穩(wěn)定性，首次實現(xiàn) 512 離子的穩(wěn)定囚禁和邊帶冷卻，并首次對 300 離子實現(xiàn)可單點分辨的量子態(tài)測量。
研究人員進而利用 300 個離子量子比特實現(xiàn)可調(diào)耦合的長程橫場伊辛模型的量子模擬。一方面，研究人員通過準絕熱演化制備阻挫伊辛模型的基態(tài)，測量其量子比特空間關聯(lián)，從而獲取離子在垂直于平面方向的集體振動模式信息，并與理論結(jié)果對比驗證；另一方面，研究人員對該模型的動力學演化進行量子模擬，并對末態(tài)進行量子采樣，通過粗?；治鲵炞C其給出非平庸的概率分布，超越經(jīng)典計算機的直接模擬能力。
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https://doi.org/10.1038/s41586-024-07459-0
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