中文

AtomTwin.jl:面向中性原子量子处理器的物理性数字孪生框架

量子物理 2026-04-21 v1 原子物理

摘要

AtomTwin.jl 是一个面向中性原子量子处理器及相关原子量子设备的开源 Julia 软件包,用于开发和模拟量子协议、硬件配置及构建数字孪生体。AtomTwin 位于数学模型与物理设备之间;无需用户手动定义哈密顿量,即可从物理几何和参数自然建模原子、光学捕获器、激光场、原子运动、相互作用及噪声过程。该软件包提供硬件级指令序列、耦合量子-经典动力学的高性能求解器,以及针对镱-171 原子的即插即用模型,其可扩展框架旨在未来支持更广泛的原子种类和硬件组件。本文描述了软件架构、对现有工具箱的性能基准测试,以及一个展示性的端到端应用:使用四个可移动捕获器中的 171^{171}Yb 原子,在 [[4,2,2]][[4,2,2]] 错误检测码下准备逻辑 Bell 态。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.18531,
  title  = {AtomTwin.jl: a physics-native digital twin framework for neutral-atom quantum processors},
  author = {Shannon Whitlock},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.18531},
  year   = {2026}
}

备注

Julia package: https://github.com/aQCess/AtomTwin.jl