三味集体 neutrino 振荡的 qutrit 与 qubit 电路

我们探讨了使用 qutrit 和 qubit 用于模拟稠密 neutrino 系统 flavor 动力学的实用性。此类系统的演化影响一些重要的天体物理过程，如核心坍缩超nova 和重原子核合成。许多体模拟需要超出当前计算能力的经典资源才能处理具有物理上意义规模的系统。因此，量子计算机是高效模拟集体 neutrino 振荡许多体动力学的有前景的候选方案。以往的量子模拟工作主要聚焦于由于其直接映射到 qubit 的两种 flavor 近似的属性。本文提出了用于在 qutrit 和 qubit 平台上模拟三味 neutrino 系统的新量子电路，并通过在 IBM 和 Quantinuum 量子计算机上模拟两、四和八 neutrino 系统来演示其可行性。