中性中双β衰变的量子模拟路径寻找出路

我们呈现了在离子trap量子计算机上进行中性中双β衰变简单原子核量子色力学(QCD)模拟的结果。电子、夸克和中微子分布在两个晶格位点上，映射到32个量子比特，另外使用4个量子比特进行基于flag的误差缓解。采用四-夸克相互作用实现弱相互作用，并通过夸克马ajorana质量诱导夸克数违反。用于准备初始原子核并随Hamiltonian时间演化的量子电路在IonQ Forte Enterprise上执行。通过调谐模型参数，观察到夸克数违反的实时信号，清晰显示中性中双β衰变的发生。这得益于为最大化利用IonQ量子计算机上可用的全连接性和本机门组而进行的 co-design。量子电路编译技术和 co-designed 误差缓解方法，基于执行最多2356个双量子比特门的基准电路，使得可观测量子比特提取精度。我们讨论了未来量子模拟提供纳秒甚至皮秒级分辨率以解析这些及其他核过程反应路径的潜力。