多态 Landau-Zener 模型瞬态动力学的量子模拟

量子模拟是量子计算最有前景的近期应用之一。特别是，具有大希尔伯特空间的系统难以用经典计算机求解，因此是量子硬件模拟的理想目标。在本工作中，我们作为 Landau-Zener 速度的函数，实验研究了多态 Landau-Zener 模型中的瞬态动力学。底层哈密顿量由超导量子电路模拟，其中一个可调 transmon 量子比特耦合到由四个集总元件微波谐振腔组成的玻色模式系综。我们针对不同的初始态研究该模型：由于我们的电路设计，我们不仅限于激发量子比特，还可通过专用驱动线泵浦谐波模式。此处，瞬态动力学的性质取决于被激发谐振腔中的平均光子数。量子比特与更高 Fock 态之间更大的有效耦合强度导致了准绝热跃迁，其中相干量子振荡被抑制，而无需引入额外的损耗通道。我们的实验为利用耦合到人工玻色模式谱的量子比特进行更复杂的模拟铺平了道路。