Simulation of XY model in a quantum computer

Marc Farreras Bartra (Universidad de Barcelona). Tutor: Juan José García Ripoll

El campo de la computación cuántica ha experimentado un crecimiento vertiginoso en los últimos años, tanto en términos de avances teóricos como en la construcción práctica de ordenadores cuánticos. Estos dispositivos fueron concebidos inicialmente con el propósito, entre otros, de simular de manera eficiente y comprender las complejidades de la física cuántica. En este artículo, alineándonos con la finalidad original de los ordenadores cuánticos, presentamos un circuito cuántico diseñado para la simulación precisa del modelo XY unidimensional en un ordenador cuántico. Además, proponemos una metodología innovadora para diseñar un circuito cuántico que ejecute una evolución temporal exacta.

Explorando las diversas capacidades que el circuito podría ofrecer, calculamos las energías tanto del estado fundamental como del primer estado excitado para el modelo XY simétrico, considerando cadenas de cuatro y ocho espines. También determinamos el valor esperado de la magnetización para el estado fundamental en el modelo de Ising transversal. Finalmente, llevamos a cabo la simulación de la evolución temporal de la magnetización utilizando el modelo de Ising transversal. La escalabilidad y el alto rendimiento del algoritmo lo posicionan como un candidato ideal para evaluar la eficacia de los ordenadores cuánticos actuales, al mismo tiempo que sienta las bases para simular otros modelos en estos dispositivos.

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