因为硬件固有的精确控制、快速操作和位置分辨读出，超导量子处理器是类量子模拟的有力平台。根据玻色-哈伯德模型，超导量子比特阵列耦合，自然地模拟了相互作用粒子的动力学。然而，许多凝聚态现象，只有在电磁场存在的情况下才会出现。近日，美国 麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）Ilan T. Rosen，William D. Oliver等，在Nature Physics上发文，利用超导量子模拟器，模拟了电磁场中带电粒子的动力学。
通过对所有量子比特施加连续调制音调，实现了广泛可调的合成磁矢量势。验证了合成矢量势服从电磁学所要求的性质：空间变化的矢势打破了时间反演对称性，并产生规范不变的合成磁场，而时间变化的矢势产生合成电场。还证明了霍尔效应——在电磁场中带电粒子传播的横向偏转——存在于合成电磁场中。
A synthetic magnetic vector potential in a 2D superconducting qubit array. 二维超导量子比特阵列中的合成磁矢量势。
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图1: 在16量子位超导处理器中，利用参数耦合产生Peierls相位。![]()
图2: 合成磁场的Aharonov–Bohm干扰。![]()
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Rosen, I.T., Muschinske, S., Barrett, C.N. et al. A synthetic magnetic vector potential in a 2D superconducting qubit array. Nat. Phys. (2024). https://doi.org/10.1038/s41567-024-02661-3https://www.nature.com/articles/s41567-024-02661-3声明：仅代表译者观点，如有不科学之处，请在下方留言指正！
