IT之家 5 月 30 日消息，清華大學(xué) / 合肥國家實(shí)驗(yàn)室段路明研究組近期實(shí)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(shí)現(xiàn)了國際上最大規(guī)模的可單點(diǎn)分辨的多離子量子模擬，是離子阱量子計(jì)算與模擬的規(guī)?；芯康闹匾徊健Ｔ摮晒芯空撐挠?5 月 29 日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志。
據(jù)介紹，離子阱系統(tǒng)被認(rèn)為是最有希望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子模擬和量子計(jì)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(kuò)展離子量子比特?cái)?shù)并提高離子陣列穩(wěn)定性，首次實(shí)現(xiàn) 512 離子的穩(wěn)定囚禁和邊帶冷卻，并首次對(duì) 300 離子實(shí)現(xiàn)可單點(diǎn)分辨的量子態(tài)測(cè)量。
研究人員進(jìn)而利用 300 個(gè)離子量子比特實(shí)現(xiàn)可調(diào)耦合的長(zhǎng)程橫場(chǎng)伊辛模型的量子模擬。一方面，研究人員通過準(zhǔn)絕熱演化制備阻挫伊辛模型的基態(tài)，測(cè)量其量子比特空間關(guān)聯(lián)，從而獲取離子在垂直于平面方向的集體振動(dòng)模式信息，并與理論結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證；另一方面，研究人員對(duì)該模型的動(dòng)力學(xué)演化進(jìn)行量子模擬，并對(duì)末態(tài)進(jìn)行量子采樣，通過粗?；治鲵?yàn)證其給出非平庸的概率分布，超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的直接模擬能力。
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https://doi.org/10.1038/s41586-024-07459-0
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