在量子计算机上探测分数量子霍尔态的几何激发

中等规模量子技术为科学发现提供了新机遇，但也带来了识别合适问题的挑战，以在现有设备局限下利用其优势。在固态材料中，分数量子霍尔（FQH）相作为类似引力子的涌现几何激发的载体持续受到关注，这些激发源于电子间的非微扰相互作用。然而，对此类激发的直接观测仍具挑战。在此，我们确定了一个准一维模型，其捕获了 FQH 态的几何性质与引力子动力学。我们随后在 IBM 量子计算机上使用最优编译的 Trotter 线路与定制误差缓解模拟了几何淬火及随后的引力子动力学。此外，我们开发了一种高效的、基于最优控制的变分量子算法，可高效模拟更大系统中的引力子动力学。我们的结果在为在现有量子硬件上一类新可处理模型中研究引力子涌现开辟了新途径。