核磁共振中的量子信道量子模拟

我们提出并实验演示了一种在核磁共振（NMR）中进行量子信道量子模拟的高效框架。我们的方法依赖于将非酉算子适当分解为$d$个酉算子的线性组合，随后可在随$d$对数增长的若干辅助量子比特的协助下实验实现。作为原理验证演示，我们实现了单量子比特三种量子信道的量子模拟：相位阻尼（PD）、振幅阻尼（AD）和去极化（DEP）信道。对于这些典型情况，我们测量了关键特征，例如初态保真度以及量子比特历经这些信道演化时的关联冯·诺依曼熵。我们的实验利用液体样品中的核自旋与NMR控制技术完成。