三味量子比特和量子比特处理器上的集体中微子振荡
量子物理
2025-06-17 v2 高能天体物理现象
计算物理
摘要
集体中微子味振荡在理解核心崩溃超新星的动态演化及随后地面检测中具有首要重要性，但也是数值模拟中最具挑战性的方面之一。这一局面因中微子-中微子相互作用导致的量子多体本质而需要量子处理。额外的复杂性在于存在三种味型，这通常被近似为电子味型和重型夸克味型。本文提供了用于全部三种味型的量子比特和量子比特编码，开发了优化的量子电路用于时间演化并分析了 Trotter 误差。我们在本研究中采用了 superconducting 硬件进行硬件实验：IBM Torino 设备用于量子比特，AQT 设备用于量子比特。我们发现误差缓解有助于获得与模拟一致的信号。虽然硬件结果在此阶段相当，但我们预计量子比特 setup 将更方便用于大规模模拟，因为它不受概率泄漏进入非物理量子比特空间的限制。
引用
@article{arxiv.2503.00607,
title = {Collective Neutrino Oscillations in Three Flavors on Qubit and Qutrit Processors},
author = {Luca Spagnoli and Noah Goss and Alessandro Roggero and Ermal Rrapaj and Michael J. Cervia and Amol V. Patwardhan and Ravi K. Naik and A. Baha Balantekin and Ed Younis and David I. Santiago and Irfan Siddiqi and Sheakha Aldaihan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.00607},
year = {2025}
}