在噪声量子处理器上观测鲁棒且相干的非阿贝尔强子动力学
高能物理 - 格点
2026-03-12 v2 强关联电子
高能物理 - 理论
核理论
量子物理
摘要
强相互作用物质的实时演化仍然是基础物理的前沿,因为经典模拟受到希尔伯特空间指数增长和量子纠缠快速、难以管理的增长的阻碍。本研究报告了在(1 + 1)维SU(2)格点规范理论中使用156量子比特IBM超导处理器对强子动力学的量子模拟。利用硬件高效的Loop-String-Hadron(LSH)编码,我们在弱耦合区域模拟了60位点格点上的物理自由度的动力学,这是迈向连续极限的关键一步。我们成功观测到了受限介子的光锥传播和表明早期强子呼吸模式的内部振荡。值得注意的是,这些高保真结果是直接通过差分测量协议结合测量误差缓解从量子数据中获得的,展示了即使在噪声硬件上进行大规模模拟的稳健途径。为了验证结果,我们分别使用张量网络方法和泡利传播方法,将量子算法及其在量子处理器上的结果与最先进的近似经典算法进行了基准比较。此外,我们提供了定量比较,表明随着系统接近弱耦合或连续极限,量子处理器保持了结构稳健性,而经典张量网络和泡利传播方法则遇到指数复杂度或作为算法近似伪影的对称性破坏。这些结果为在近期量子硬件上模拟非阿贝尔动力学建立了一条可扩展的途径,并标志着在高能物理中实现实际量子优势的关键一步。
引用
@article{arxiv.2602.18080,
title = {Observation of Robust and Coherent Non-Abelian Hadron Dynamics on Noisy Quantum Processors},
author = {Fran Ilčić and Ritajit Majumdar and Emil Mathew and Md. Osama Ali and Nathan Earnest-Noble and Indrakshi Raychowdhury},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.18080},
year = {2026}
}
备注
21 pages, 13 figures including supplementary information and figures. v2 contains one additional classical benchmark and error analysis, and a few changes in figures. The main conclusion remains unchanged