在 NISQ 设备上模拟极化子-分子转变的量子模拟

由于 Hilbert 空间的指数级增长和费米子符号问题，强关联费米子系统的模拟仍然是计算物理学中最重大的挑战之一。在本工作中，我们提出了一个数字量子模拟框架，以探索费米极化子以及玻色-爱因斯坦凝聚 (BEC) 到 Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) 的渡越。我们开发了一种统一哈密顿形式体系，将配对超流体物理与杂质物理联系起来，通过 Jordan-Wigner 变换将该系统映射到基于量子门的量子处理器上。利用一阶 Trotter-Suzuki 分解，我们实现了 Ramsey 干涉测量协议，以提取系统的实时动力学和光谱响应。我们的结果展示了从修饰准粒子（极化子）区域到稳定分子束缚态的平滑转变，其特征是在强耦合极限下具有线性的能量重整化。我们根据精确的经典基准验证了我们的模拟，并报告了其在 Barcelona Supercomputing Center 量子硬件上的成功执行。尽管存在量子硬件固有的噪声，混合变分方法仍展现出显著的鲁棒性，准确地捕获了光谱密度的分岔。