Simulación hamiltoniana analógica

La simulación hamiltoniana analógica (AHS) es un paradigma emergente en la computación cuántica que difiere significativamente del modelo de circuito cuántico tradicional. En lugar de una secuencia de puertas, en la que cada circuito actúa solo sobre un par de qubits a la vez. Un programa de AHS se define por los parámetros dependientes del tiempo y del espacio del hamiltoniano en cuestión. El hamiltoniano de un sistema codifica sus niveles de energía y los efectos de las fuerzas externas, que juntos gobiernan la evolución temporal de sus estados. Para un sistema de N qubits, el hamiltoniano puede representarse mediante una matriz cuadrada 2^NX2^N de números complejos.

Los dispositivos cuánticos capaces de realizar AHS están diseñados para aproximarse con gran precisión a la evolución temporal de un sistema cuántico bajo un hamiltoniano personalizado, ajustando cuidadosamente sus parámetros de control internos. Por ejemplo, ajustando los parámetros de amplitud y desintonización de un campo de excitación coherente. El paradigma AHS es muy adecuado para simular las propiedades estáticas y dinámicas de los sistemas cuánticos con muchas partículas en interacción, como en la física de la materia condensada o la química cuántica. Las unidades de procesamiento cuántico diseñadas específicamente (QPUs), como el dispositivo Aquila deQuEra, se han desarrollado para utilizar el poder del AHS y abordar problemas que están fuera del alcance de los enfoques convencionales de computación cuántica digital de manera innovadora.