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相互作用量子场 - 物理学 ECTS
知识与理解：理解场间相互作用的概念 应用知识与理解：在不同物理模型中实现场的相互作用 做出判断：能够独立进行量子场论的研究 沟通能力：能够正确表达所学知识 终身学习技能：能够独立学习课本和科学文献 课程内容概要 了解量子场论的基本概念。将这些知识应用于物理模型
量子场论中的Berry相
𝑚 ത 𝜓𝑒 𝑖𝛾 01 𝛼 𝜓= 𝑀 ത 𝜓 + 𝜓 − + hc 该理论具有 𝑈1 𝑉 对称性 𝜓→𝑈𝜓 。 • 𝑀≠0 ：具有唯一基态的间隙。 • 𝑀= 0 ：余维数为 2 的无间隙魔鬼点。 • 𝑀= 0 ：对于 𝑈1 𝐴 −𝑈1 𝑉 出现混合异常，但对于 𝑀≠0 则不存在 𝑈1 𝐴 问：我们可以添加相互作用来使系统间隙化，同时仅保留 𝑈1 𝑉 对称性吗？ （否。 Diabolic point 受 Thouless 泵不变量保护。）问：是否存在连续依赖于参数的平凡间隙界面族？（否，Berry 相的体边界对应示例）
部分相干泵浦光束产生下转换双光子场的空间相干特性
我们报告了一项关于使用部分空间相干泵浦光束产生的下转换光子的空间相干特性的理论研究。我们研究了两种几何结构中的重合率和双光子可见性，其中双缝要么放置在泵浦光束的路径中，要么放置在信号场和闲置场的路径中。研究推断干涉条纹的可见性受泵浦参数的强烈影响；泵浦尺寸和泵浦空间相干长度。具体而言，干涉条纹的可见性随着泵浦空间相干性或泵浦横向尺寸在晶面的增加而增加。双光子可见性随传播距离的增加验证了这两种情况下的范西特-泽尼克定理。具有可控泵浦空间相干性的下转换光子，反过来又可以控制下转换光子的空间相干性和纠缠，可以在量子成像、量子通信和非线性干涉测量中找到潜在的应用。
通过黑洞附近的量子场进行通信
1 马克斯普朗克量子光学研究所，Hans-Kopfermann-Strasse 1, 85748 Garching，德国 2 哥本哈根大学数学科学系 QMATH，Universitetsparken 5，2100 Copenhagen，丹麦 3 微技术和纳米科学，MC2，查尔姆斯理工大学，SE-412 96 Göteborg，瑞典 4 滑铁卢大学应用数学系，滑铁卢，安大略省，N2L 3G1，加拿大 5 巴西物理研究中心 (CBPF)，里约热内卢，CEP 22290-180，巴西 6 都柏林大学学院数学与统计学院，Belfield，都柏林 4，爱尔兰 7 滑铁卢大学量子计算研究所，滑铁卢，安大略省，N2L 3G1，加拿大 8 滑铁卢大学物理与天文系加拿大安大略省滑铁卢市滑铁卢市 N2L 3G1 9 加拿大安大略省滑铁卢市 Caroline Street N 31 号圆周理论物理研究所 N2L 2Y5
量子场论中的信息几何
受信息理论与高能物理之间日益密切的联系（特别是在 AdS/CFT 对应关系的背景下）的启发，我们探索了与各种简单系统相关的信息几何。通过研究它们的 Fisher 度量，我们得出了一些普遍的教训，这些教训可能对信息几何在全息术中的应用具有重要意义。我们首先证明所研究的物理理论的对称性在最终的几何中起着重要作用，而 AdS 度量的出现是一个相对普遍的特征。然后，我们通过研究经典 2d Ising 模型和相应的 1d 自由费米子理论的几何形状，研究 Fisher 度量保留了哪些有关底层理论物理的信息，并发现曲率在两侧的相变处恰好发散。我们以相干自由费米子态为例，讨论了将度量置于理论空间与状态空间所产生的差异。我们将后者与相干自由玻色子态空间中的度量进行比较，并表明在这两种情况下，度量都是由相应密度矩阵的对称性决定的。我们还澄清了文献中关于度量和非度量连接的不同平坦度概念的一些误解，这对如何解释几何曲率有所影响。我们的结果表明，一般来说，在将某些模型中产生的 AdS 几何与 AdS / CFT 对应联系起来时需要谨慎，并寻求为这一激动人心的领域的未来发展提供一套有用的指导方针。
利用噪声中型量子计算通过插值器优化加速格点量子场论计算
已知的研究非微扰状态下量子场论的唯一方法是使用对离散时空格子进行调控的数值计算。然而，这类计算往往面临着指数级的信噪比挑战，即使使用下一代经典计算，关键的物理研究也无法维持。这里提出了一种方法，通过构建优化的插值算子，可以使用在嘈杂的中规模量子时代硬件上进行小规模量子计算的输出来加速更大规模的经典场论计算。该方法是在 1 + 1 维 Schwinger 模型的背景下实现和研究的，这是一种简单的场论，与核物理和粒子物理的标准模型具有关键特征。
量子场论中的信息几何
受信息理论与高能物理之间日益密切的联系（特别是在 AdS/CFT 对应关系的背景下）的启发，我们探索了与各种简单系统相关的信息几何。通过研究它们的 Fisher 度量，我们得出了一些普遍的教训，这些教训可能对信息几何在全息术中的应用具有重要意义。我们首先证明所研究的物理理论的对称性在最终的几何中起着重要作用，而 AdS 度量的出现是一个相对普遍的特征。然后，我们通过研究经典 2d Ising 模型和相应的 1d 自由费米子理论的几何形状，研究 Fisher 度量保留了哪些有关底层理论物理的信息，并发现曲率在两侧的相变处恰好发散。我们以相干自由费米子态为例，讨论了将度量置于理论空间与状态空间所产生的差异。我们还澄清了文献中关于度量和非度量连接的不同平坦度概念的一些误解，这对如何解释几何曲率具有启示意义。我们的结果表明，一般来说，在将某些模型中产生的 AdS 几何与 AdS/CFT 对应联系起来时需要谨慎，并寻求为这一激动人心的领域的未来发展提供一套有用的指导方针。
量子场论中的信息几何
摘要：受信息理论与高能物理之间日益密切的联系的启发，特别是在 AdS/CFT 对应的背景下，我们探索了与各种简单系统相关的信息几何。通过研究它们的 Fisher 度量，我们得出了一些普遍的教训，这些教训可能对信息几何在全息术中的应用具有重要意义。我们首先证明所研究的物理理论的对称性在最终的几何中起着重要作用，而 AdS 度量的出现是一个相对普遍的特征。然后，我们通过研究经典 2d Ising 模型和相应的 1d 自由费米子理论的几何形状，研究 Fisher 度量保留了有关底层理论物理的哪些信息，并发现曲率在两侧的相变处恰好发散。我们以相干自由费米子态为例，讨论了将度量置于理论空间与状态空间所产生的差异。我们还澄清了文献中关于度量和非度量连接的不同平坦度概念的一些误解，这对如何解释几何曲率具有启示意义。我们的结果表明，一般来说，在将某些模型中产生的 AdS 几何与 AdS/CFT 对应联系起来时需要谨慎，并寻求为这一激动人心的领域的未来发展提供一套有用的指导方针。
通过实验测试量子场论概念......
指定多体量子系统状态所需的参数数量随其成分数量呈指数增长。这一事实使得在计算上难以准确描述动力学并在微观层面上表征状态。在本论文中，我们采用量子场论概念来实验性地表征远离平衡态的旋量玻色气体。首先，我们引入相关概念，这些概念为新兴宏观现象提供有效描述，其公式与超冷原子系统的能力相匹配。在我们的实验研究中，我们在准一维陷阱几何中采用 87 Rb 旋量玻色-爱因斯坦凝聚态。我们通过测量自旋自由度的波动来探索相图作为有效二次塞曼位移的函数，并确定三个不同的相。利用这些知识，我们研究了在分离不同相的量子相变中发生瞬时淬灭后发生的不稳定性。这些不稳定性使我们能够以高度可控的方式将系统驱动到远离平衡状态。在淬火后的很长一段时间内，我们观察到与非热不动点的出现相关的通用动力学。横向自旋角取向的结构因子具有在时间和空间中的重新缩放，具有通用指数以及通用缩放函数。利用实验控制，我们探测了这种现象对初始条件细节的不敏感性。复值横向自旋场的空间分辨快照允许提取单粒子不可约关联函数，这是量子有效作用的基石。我们发现在高度占据状态下出现了低动量的 4 顶点的强烈抑制。引入的概念与提出的实验适用性为研究多体系统在其演化的所有阶段提供了新方法：从初始不稳定性和远离平衡的瞬态现象到最终的热化。