A Path to Quantum Simulations of Topological Phases: (2+1)D Quantum Electrodynamics with Wilson Fermions

本文通过对比哈密顿量形式下的交错费米子与威尔逊费米子,阐明了前者无法在 (2+1) 维量子电动力学中诱导拓扑相而后者能实现包括陈绝缘体和量子自旋霍尔相在内的丰富拓扑相图,从而为未来基于量子计算架构模拟具有拓扑相的格点场论奠定了理论基础。

Sriram Bharadwaj, Emil Rosanowski, Simran Singh, Alice di Tucci, Changnan Peng, Karl Jansen, Lena Funcke, Di Luo2026-03-06⚛️ quant-ph

Optical vortex generation by magnons with spin-orbit-coupled light

该研究通过结合磁振子打破时间反演对称性与光聚焦打破空间对称性,利用磁振子诱导的布里渊光散射与光自旋 - 轨道耦合的相互作用,实现了高斯光束到光学涡旋光束的非互易转换,证明了磁振子能够调控光的自旋和轨道角动量。

Ryusuke Hisatomi, Alto Osada, Kotaro Taga, Haruka Komiyama, Takuya Takahashi, Shutaro Karube, Yoichi Shiota, Teruo Ono2026-03-06⚛️ quant-ph

A Circuit-QED Lattice System with Flexible Connectivity and Gapped Flat Bands for Photon-Mediated Spin Models

该研究首次展示了将超导量子比特集成于具有非平凡能带结构的准一维共面波导谐振器晶格中的器件,验证了在此高度多模环境中读取量子比特及观测光子介导的有效自旋相互作用的能力,从而为实现具有灵活连接性的驱动耗散自旋模型铺平了道路。

Kellen O'Brien, Maya Amouzegar, Won Chan Lee + 2 more2026-03-06⚛️ quant-ph

Quantum Physics-Informed Neural Networks for Maxwell's Equations: Circuit Design, "Black Hole" Barren Plateaus Mitigation, and GPU Acceleration

本文提出了一种结合参数化量子电路与经典神经网络、并引入能量守恒约束的量子物理信息神经网络(QPINN)框架,利用自研的 GPU 加速库 TorQ 高效求解二维时变麦克斯韦方程组,不仅通过优化电路结构缓解了“黑洞”式平坦盆地问题,还在参数量显著更少的情况下实现了比经典 PINN 高达 19% 的精度提升。

Ziv Chen, Gal G. Shaviner, Hemanth Chandravamsi, Shimon Pisnoy, Steven H. Frankel, Uzi Pereg2026-03-06⚛️ quant-ph

Can a Quantum Computer Simulate Nuclear Magnetic Resonance Spectra Better than a Classical One?

本文通过开发一种基于聚类近似、资源消耗随核自旋数量线性增长的经典求解器,证明其在模拟核磁共振谱方面表现优异,从而对“此类问题必然需要指数级资源从而体现量子优势”的普遍观点提出了挑战。

Keith R. Fratus, Nicklas Enenkel, Sebastian Zanker, Jan-Michael Reiner, Michael Marthaler, Peter Schmitteckert2026-03-06⚛️ quant-ph

Block encoding the 3D heterogeneous Poisson equation with application to fracture flow

本文研究了量子线性系统算法在求解三维非均质泊松方程(应用于地质裂隙流动)中的可行性,通过显式构建块编码实现了优于经典算法的时间复杂度并显著节省内存,但也指出分别对系统矩阵和预条件子进行块编码无法改善主导运行时间的有效条件数,揭示了该领域实现量子优势的关键障碍。

Austin Pechan, John Golden, Daniel O'Malley2026-03-06⚛️ quant-ph

SO(n) Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki states as conformal boundary states of integrable SU(n) spin chains

本文利用Spin(n)2SU(n)1\mathrm{Spin}(n)_2 \subset \mathrm{SU}(n)_1的对称性嵌入,在SU(n)1\mathrm{SU}(n)_1 WZW 共形场论中构造了超越标准 Cardy 构造的SO(n)\mathrm{SO}(n)对称共形边界态,并通过SU(n)\mathrm{SU}(n) Uimin-Lai-Sutherland 自旋链的积分性,将这些边界态识别为SO(n)\mathrm{SO}(n) Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki 自旋链的基态,进而利用精确重叠公式解析计算了相应的 Affleck-Ludwig 边界熵。

Yueshui Zhang, Ying-Hai Wu, Meng Cheng + 1 more2026-03-06⚛️ quant-ph

Decoherent histories with(out) objectivity in a (broken) apparatus

该研究通过一个可解模型揭示了监测量子动力学中的相变,阐明了尽管退相干历史在测量装置和混频器两个相中均能出现,但仅在前者中,由于非遍历性及与测量比特的关联,量子达尔文主义得以涌现并选定一组优选指针态,从而清晰区分了“退相干历史”与“环境诱导退相干”这两种经典性概念。

Benoît Ferté, Davide Farci, Xiangyu Cao2026-03-06⚛️ quant-ph

Design and Dynamics of Two-Qubit Gates with Motional States of Electrons on Helium

本文通过数值模拟展示了在超流氦表面电子系统中,利用时变势场调控可实现高保真度(iSWAP\sqrt{i\mathrm{SWAP}} 门为 0.999,CZ 门为 0.996)且快速的两量子比特逻辑门操作,并分析了控制误差、非理想条件及环境退相干对器件设计的影响。

Oskar Leinonen, Jonas B. Flaten, Stian D. Bilek, Øyvind S. Schøyen, Morten Hjorth-Jensen, Niyaz R. Beysengulov, Zachary J. Stewart, Jared D. Weidman, Angela K. Wilson2026-03-06⚛️ quant-ph