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了解相互作用的粒子如何接近热平衡是量子模拟器面临的主要挑战 1,2。要充分释放此类系统以实现这一目标，需要灵活的初始状态准备、精确的时间演化和对最终状态表征的广泛探测。在这里，我们介绍了一个由 69 个超导量子比特组成的量子模拟器，它支持通用量子门和高保真模拟演化，其性能在交叉熵基准实验中超出了经典模拟的范围。与纯模拟模拟器相比，这个混合平台具有更多功能的测量功能，我们利用这些功能揭示了 XY 模型中由粗化引起的 Kibble-Zurek 缩放预测 3 的崩溃，以及经典的 Kosterlitz-Thouless 相变的特征 4。此外，数字门可以实现精确的能量控制，使我们能够研究本征态热化假设 5-7 对本征谱目标部分的影响。我们还展示了成对纠缠二聚体状态的数字制备，并对模拟演化中随后的热化过程中能量和涡度的传输进行了成像。这些结果确立了超导模拟数字量子处理器在多体光谱中制备状态和揭示其热化动力学方面的有效性。
模拟数字量子模拟器上的热化和临界性
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