面向 trapped-ion 平台的离子-量子比特混合量子模拟

我们探讨了在 trapped-ion 平台上使用离子（qubit）和 qumode（连续变量）进行基于门的混合量子计算的可行性。trapped-ion 系统已展示出突破性的单量子比特和双量子比特门保真度，以及较长的量子比特相干时间，而 qumode（可由离子链的集体振动模式表示）在计算中仍相对不熟悉。通过数值模拟，我们展示可以在现有的 trapped-ion 量子平台上实现高保真度的混合门和测量操作。以 Jaynes-Cummings-Hubbard 模型为示例，我们考虑其由一维互相作用的自旋和玻色子自由度组成的量子模拟。通过经典模拟，我们研究其实时演化并开发了合适的变分量子算法用于基态准备。我们的结果激励了在该背景下进一步研究混合量子计算，这可能直接导致在凝聚态物理和基本粒子和核物理中的实际应用。