Potts 模型的量子多能级原生模拟

模拟纠缠的多体量子系统是出了名的困难，尤其是在底层物理对象具有高维性质的情况下。在这项工作中，我们提出了一种基于 Suzuki-Trotter 分解的 Potts 模型模拟方法，该方法是我们为量子多能级系统构建的。具体来说，我们引入了两种量子多能级原生分解方案：（i）第一种利用 Mølmer-Sørensen 门和额外的局域能级来编码 Potts 相互作用，而（ii）第二种则采用一种自然适合量子多能级架构的光移门。这些分解使得 Potts 模型动力学能够直接有效地映射到适用于离子阱平台的硬件高效量子多能级门序列中。此外，我们展示了如何将 Suzuki-Trotter 近似与我们的演化至门框架结合使用，以探测动力学量子相变。我们的结果为基于量子多能级的数字量子模拟多体模型开辟了一条道路，并为探究高维量子多体模型中的非解析行为提供了新的视角。