基于局域编码的格点费米子理论的数字量子模拟

我们数值分析了在开放边界条件下执行费米子格点场论量子模拟的、与平台无关的一般策略的可行性。该数字量子模拟器仅需单量子比特与双量子比特门，并且可扩展，因为积分每个哈密顿量项只需有限（不随尺度增长）的代价。我们采用的精确局域费米子编码依赖于辅助 $\mathbb{Z}_2$ 格点规范场，通过添加类似于环面码（Toric Code）的纯规范哈密顿量项实现。通过对量子模拟器实时动力学进行数值模拟，我们在 $t-J$ 模型极限下的自旋-$\frac{1}{2}$ Hubbard 梯子中观察到自旋与电荷激发的时间尺度分离。