近日，丘成桐中心Ryo Suzuki研究员荣获物理学期刊《Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical》颁发的“2025年度最佳论文奖”，表彰其与合作者发表于该期刊上题为“Conserved charges in the quantum simulation of integrable spin chains”的学术论文。此奖项每年颁发一次，由编委会从过去两年发表于该期刊的论文中评选出至多三篇获奖论文，以表彰在创新性、成就和影响力方面均属顶尖的研究工作。
量子计算的核心应用前景之一是模拟多体量子系统，但当前面临两大挑战：量子设备的固有噪声以及时间离散化导致的理论误差。本研究针对一类可积自旋链，采用了能保持可积性的时间离散化方法，使守恒荷在离散演化中严格保持。论文以Heisenberg XXX自旋链为例，在量子计算机与经典模拟器上运行了离散时间演化与守恒荷测量的程序。结果发现，尽管可积性理论上保证守恒量不变，但量子噪声仍会造成其期望值衰减。通过噪声分析与量子态层析，团队揭示了噪声环境下守恒荷的典型衰减行为，该行为未来可用于量子设备与算法的基准测试。此外，论文还提出一种高效生成高阶守恒荷的递归方法，并开发了配套经典计算程序。
此项工作从理论上深化了对可积离散系统中守恒结构的理解，方法上也为后续量子模拟研究提供了实用工具。在当前量子设备噪声仍较高的情况下，该成果为在更低噪声平台上研究量子淬火等复杂过程奠定了基础，有望进一步推动对量子计算、可积系统与量子场论之间关联的认知。
Citation: Kazunobu Maruyoshi, Takuya Okuda, Juan W Pedersen, Ryo Suzuki, Masahito Yamazaki and Yutaka Yoshida, Conserved charges in the quantum simulation of integrable spin chains, J. Phys. A: Math. Theor. 56(2023) 165301.
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