量子退火器中热力学效应的实验与理论研究

量子器件受到内禀噪声与环境噪声的影响。对噪声效应的深入表征对于利用含噪量子计算至关重要。为此，我们通过实验与数值模拟研究了量子退火器的能量耗散行为。我们的研究采用了一种近期提出的、在纯量子动力学与纯热力学之间插值的技术。实验在一台具有退火暂停功能的量子退火器上进行，该功能通过暂停作为量子涨落源的横向场，将热弛豫时段插入退火调度中。在研究了刻画系统量子热力学特性的特殊哈密顿量之后，我们观察到热力学特征的增强依赖于退火暂停参数。在开放量子模拟中观测到的态矢量的时间演化，为研究超出能隙分析的现象提供了丰富信息。我们识别出一个特殊的本征态，它桥接了希尔伯特空间中相距遥远的基态以及从一个基态到另一个基态的转移概率。该发现可通过减少量子退火器中寻找经典基态时的采样偏置，改善采样的均匀性。我们的研究不仅表征了该特殊哈密顿量的开放量子现象，也展示了该方法在探究含噪量子器件中的实用性。