量子跃迁的磁性记忆与滞回：量子退火中的理论与实验

量子退火利用量子隧穿进行非局域搜索，从而最小化通常由 metastability引起的记忆效应。尽管如此，最近的研究表明在大规模横向场 Ising 系统实现于D-Wave类比量子硬件上观察到稳健的滞回现象。这些引人注目的量子结果的本质仍需在更深层次上加以理解。本文提出一种概念框架，通过将两能级Landau-Zener跃迁与半经典域壁动力学结合，解释了观察到的行为。我们在量子退火器上对该方法进行实验测试，在由最多4,906个量子比特组成的具有周期边界条件的一维环中观察到明显的矢量性，即使在经典滞回被禁止的 regimes 中，量子滞回亦不例外。我们的框架再现了测量得到的扭密度、滞回曲线形状以及纵向扫频速率的尺度趋势，来自三个不同D-Wave量子退火器的数据。特别是，它捕捉到了显著的非单调特征和暂时性负响应，确认它们是真正的量子记忆效应。这些结果表明，可编程的量子退火器是探索量子多体系统中具有记忆性的非平衡动力学的强大测试平台。