使用量子涨落表征量子模拟器的保真度

麻省理工学院和加州理工学院的研究团队揭示了由相互作用多体系统的部分测量引起的涌现随机性，并且利用该现象开发了一种新的基准协议，可以应用于现有的量子模拟器，根据它们的量子波动模式来衡量它们的保真度。该成果于1月18日发表在《自然》杂志上。在单原子的尺度上，物理学变得与经典世界迥然不同。研究人员正致力于使用量子模拟模拟器来揭示、利用和控制这些奇怪的量子效应，并通过激光和磁场进行探测。但要想从量子模拟器中收获真知灼见，首先得信任它们。或者说，研究人员必须确保他们的量子装置具有“高保真度”，能够准确地反映量子行为。例如，如果一个原子系统很容易受到外界噪声的影响，那么研究人员可以模拟一个没有噪声的量子效应。来自麻省理工学院和加州理工学院的研究团队发现了一种新的量子现象：原子的量子涨落存在某些随机性，这些随机性呈现出普遍的、可预测的模式。既随机又可预测的行为听起来可能是矛盾的，但研究团队证实，某些随机波动确实可以遵循可预测的统计模式。更重要的是，研究人员已经将这种量子随机性作为表征量子模拟模拟器保真度的工具。研究人员假设，如果他们能够开发出一种精确代表量子模拟器的动力学和普遍随机波动的