在Rydberg平台上用qudit高效硬件模拟非阿贝尔规范理论
量子物理
2023-01-11 v2 量子气体
高能物理 - 格点
摘要
非阿贝尔规范理论构成了我们对自然界基本力的理解基础，而开发定制的量子硬件与算法来模拟它们，是量子模拟这一快速发展领域中的突出挑战。在此我们采用一种方法：将时空离散化的规范场用qudit（量子多能级系统）表示，并通过多qudit量子门以Trotter步进行时间演化。这天然且硬件高效地映射到基于Rydberg镊子阵列的架构上，其中长寿命内部原子态表示qudit，所需量子门作为由Rydberg阻塞机制支持的完整几何（holonomic）操作执行。我们针对SU(2)规范场的最小数字化方案阐释了我们的提议，证明与传统基于量子比特的方法相比，电路深度与门错误显著减少，使非阿贝尔规范理论的模拟在NISQ设备上成为可能。
引用
@article{arxiv.2203.15541,
title = {Hardware efficient quantum simulation of non-abelian gauge theories with qudits on Rydberg platforms},
author = {Daniel González-Cuadra and Torsten V. Zache and Jose Carrasco and Barbara Kraus and Peter Zoller},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.15541},
year = {2023}
}
备注
5+6 pages, 3+5 figures