量子模拟中初始态制备的噪声、关联和误差效应

原则上，一个量子系统可用于模拟另一个量子系统。此类模拟的目的是获取关于那些因希尔伯特空间随系统规模指数增长而无法用经典计算机模拟、且在实际实验中无法测量或控制的问题的信息。系统会与周围环境、系统中的其他粒子相互作用，并且由于使用不完美的控制而受到噪声影响。有观点认为，噪声不需要像通用量子计算那样被严格控制。然而，量子模拟中噪声的影响及其处理方法尚未完全理解。本文研究了一个现有的量子算法，用于模拟一维Fano-Anderson模型，该模型使用液态核磁共振设备实现。我们计算了原始模型中不同初始态的演化，然后添加相互作用的自旋以模拟更现实的情况。我们发现，与环境纠缠的态，以及有时关联但不一定纠缠的态，其演化由非完全正映射描述。我们讨论了这种情况发生的条件及其含义。