Simulação hamiltoniana analógica

A Simulação Hamiltoniana Analógica (AHS) é um paradigma emergente na computação quântica que difere significativamente do modelo tradicional de circuito quântico. Em vez de uma sequência de portas, em que cada circuito atua apenas em alguns qubits por vez. Um programa AHS é definido pelos parâmetros dependentes do tempo e do espaço do hamiltoniano em questão. O hamiltoniano de um sistema codifica seus níveis de energia e os efeitos das forças externas, que juntas governam a evolução temporal de seus estados. Para um sistema de N qubits, o hamiltoniano pode ser representado por uma matriz quadrada de 2 ^{N X2 N} de números complexos.

Os dispositivos quânticos capazes de realizar AHS são projetados para aproximar de perto a evolução temporal de um sistema quântico sob um hamiltoniano personalizado, ajustando cuidadosamente seus parâmetros de controle interno. Por exemplo, ajustar a amplitude e os parâmetros de desajuste de um campo de condução coerente. O paradigma AHS é adequado para simular as propriedades estáticas e dinâmicas de sistemas quânticos com muitas partículas em interação, como na física da matéria condensada ou na química quântica. Unidades de processamento quântico criadas especificamente (QPUs), como o dispositivo Aquila da QuEra, foram desenvolvidos para aproveitar o poder do AHS e resolver problemas além do alcance das abordagens convencionais de computação quântica digital de maneiras inovadoras.