Usare le pareti di dominio per il benchmarking degli annealing quantistici rapidi

Abstract degli autori

Consideriamo la distribuzione delle pareti di dominio negli stati fondamentali di catene di spin di Ising unidimensionali frustrate, con spin di bordo antiparalleli. Per catene ideali, nel caso quantistico ci si aspetta una distribuzione delle pareti di dominio proporzionale al quadrato del seno, come per una particella in una scatola, mentre nel caso classico ci si aspetta una distribuzione uniforme. Tuttavia, per catene con imperfezioni casuali, un lavoro precedente [Chancellor et al., npj Quantum Inf. 8, 73, 2022] ha rilevato che la distribuzione osservata in un’implementazione fisica non corrispondeva a nessuna delle due. La distribuzione delle pareti di dominio assume invece un profilo a U, riconducibile a un modello classico con campi casuali, in cui la combinazione della media su questi campi e della media termica produce la caratteristica forma a U. Grazie alla più recente funzionalità di annealing rapido di D-Wave, possiamo accedere a tempi di annealing inferiori al tempo di coerenza e osservare il comportamento quantistico coerente atteso, sotto forma di una distribuzione proporzionale al quadrato del seno. Per il tempo di annealing più breve disponibile, la dinamica non ha ancora raggiunto la forma proporzionale al quadrato del seno e mostra invece una diversa forma a U al centro delle catene. Questo suggerisce di usare, in questo regime, l’estensione della coda della distribuzione delle pareti di dominio come metrica indipendente dalla piattaforma, che fornisce una firma sia del tempo di coerenza sia dei livelli di rumore.