利用偏振量子比特变分模拟 Schwinger 哈密顿量

量子物理与量子化学的数值仿真通常涉及难以处理的大量自由度，且一般形式下无已知近似方法。实际上，使用现有数值方法表示量子力学态随系统规模增大呈指数级变困难。近来，以变分模型实现的量子算法被提出用于加速此类仿真。本文在一个变分框架内研究噪声对 Schwinger 模型量子相变的影响。实验采用自由空间光学方案实现一对偏振量子比特，并能在机器容差内实验制备任意两量子比特态。我们特别利用偏振量子比特中人为引入噪声与退相干的可能性，探究 NISQ 架构下变分算法在利用含噪量子比特识别和量化量子相变方面的极限。我们发现，尽管存在噪声，利用变分量子算法仍可在即便两量子比特系统中检测到 Schwinger 哈密顿量的相变。