基于或表示量子代数的量子多体动力学可扩展模拟
量子物理
2025-06-17 v1 其他凝聚态物理
摘要
高性能数值方法对于推进量子多体物理以及实现与新兴量子计算平台的集成至关重要。我们提出了一种基于或表示量子代数（ORQA）的可扩展通用并行量子模拟算法。该框架适用于任意自旋系统，并自然地与海森堡绘景中的量子电路模拟集成，特别适用于近期在超导量子比特处理器上的大规模实验 [Kim et al., Nature 618, 500 (2023)]。作为基准，我们在 127 量子比特的重六边形晶格上模拟了踢伊辛模型，使用多达一万亿个泡利字符串跟踪局部磁化强度的时变。在超级计算机 Fugaku 上，我们的模拟展现出强可扩展性，直至 个并行进程，且通信开销接近线性。这些结果确立了 ORQA 作为量子多体动力学的实用高性能工具，并突显了其集成到混合量子-经典计算框架中的潜力，补充了近期在张量网络和替代模拟技术方面的进展。
引用
@article{arxiv.2506.13241,
title = {Scalable Simulation of Quantum Many-Body Dynamics with Or-Represented Quantum Algebra},
author = {Lukas Broers and Rong-Yang Sun and Seiji Yunoki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.13241},
year = {2025}
}