量子算法能够利用多项式数量的量子比特探索指数级的多种状态,因而在各类工业和科学应用中前景广阔。量子游走是研究最为深入的量子算法之一 [1]。与经典随机游走一样,其量子变体也被广泛用于增强各种量子计算和模拟 [2,3]。虽然量子游走与经典随机游走有着本质区别,但量子算法接近经典算法还是有一定的限度 [4]。经典随机游走的一个有用特性是它可以用马尔可夫链蒙特卡洛 (MCMC) 进行有效模拟,因为后续运动仅取决于当前位置,而不取决于之前的历史。这种 MC 性质是一些模拟多体物理系统的算法的核心,其中生成过程近似于局部的。对于同样具有重要量子特性的物理系统,MCMC 的速度是以固有量子模拟的准确性为代价的。高能物理中的部分子簇射就是这样一个物理系统 [ 5 ],其中夸克或胶子辐射出几乎共线的夸克和胶子簇射。真正的量子效应可以近似为 MCMC 的修正 [ 6 ],但无法在经典 MCMC 方法中直接有效实现。考虑以下量子树:每一步,自旋为 1/2 的粒子可以向左移动一个单位或向右移动一个单位。经过 N 步,该系统形成一个二叉树,其中 2 N
量子计算具有广泛的兴趣,因为它为从素数分解[1]到非结构化搜索[2]提供了指数或多项式加速。量子计算机的自然使用是对其他量子系统的模拟,在计算化学中具有众所周知的应用[3,4]和冷凝物质物理学[5,6]。近年来已经看到了量子计算机在基于晶格的Quanty场理论(QFT)模拟中提出的应用(参见参考文献。[7,8]及其参考文献,包括量子染色体动力学的模拟(QCD),该理论描述了夸克和胶子的基本相互作用。晶格QCD非常适合研究QCD的低能量(子GEV)行为,但是晶格尺寸的计算成本的迅速增加使得QCD QCD极具挑战性,可用于模拟碰撞,以在诸如大型Hadron Collider(例如LHC)等较高的高级胶卷中探测的最短长度量表(LHC)。在这些能量下,QCD耦合常数αs变小,因此扰动计算成为选择的方法。使用量子计算机在扰动QCD中模拟硬散射过程已在很大程度上尚未探索。一种模拟量子计算机上通用扰动QCD进程的方法仍然缺失,但由于多种原因是可取的。其次,此功能还意味着量子模拟可以很好地适合对具有高质量最终状态的过程具有完全干扰效应的计算。每个贡献都可以分解为颜色部分和运动部分。This may be in part because the aims of perturbative QFT calculations differ from the aims of most quantum simulations: most quantum simulations (including lattice QCD) aim to take a known Hamiltonian and use it to perform the (unitary) evolution of a quantum system, whereas perturbative QFT calculations aim to calculate the (Hermitian, but not unitary) transition matrix describing the scattering of specified external states and hence研究基本颗粒的产生或衰减。首先,扰动QCD计算需要评估许多不可观察的中间状态的贡献,这使得这种计算使自然候选者从量子计算机操纵量子状态的折叠的能力中受益。第三,通用扰动QCD过程的量子模拟可以通过利用已知量子算法(例如量子振幅估计)提供的加速度来提高扰动QCD预测的速度和精度[9-12]。本文的目的是采取步骤使用量子计算机模拟通用扰动QCD进程。扰动QCD中的计算可以通过求和Feynman图的贡献来执行。颜色部分比运动部分更简单,并且实际上存在有效的程序[13 - 18],用于计算经典计算机上的颜色因子。尽管如此,颜色部分仍然提出了在量子计算机上模拟扰动QCD过程的一些通用挑战。1作为例如,形成量子计算机的量子门必须始终是统一的,而feynman规则(颜色和运动学部分都)描述了Feynman图的组成部分,并非完全单位。这意味着颜色部分提供了一个有用的简化设置,可以使用该设置来开发Feynman图的量子计算的框架,因此它们将成为当前工作的重点。本文的主要结果是两个量子门Q和G,它们分别代表了描述Quark-gluon和Triple-Gluon相互作用顶点的Feynman规则的颜色部分。要实施这些门,我们介绍了一个单位化寄存器U的新概念,该概念可以模拟夸克和胶子的非空间相互作用。
量子计算具有广泛的兴趣,因为它为从素数分解[1]到非结构化搜索[2]提供了指数或多项式加速。量子计算机的自然使用是对其他量子系统的模拟,在计算化学中具有众所周知的应用[3,4]和冷凝物质物理学[5,6]。近年来已经看到了量子计算机在基于晶格的Quanty场理论(QFT)模拟中提出的应用(参见参考文献。[7,8]及其参考文献,包括量子染色体动力学的模拟(QCD),该理论描述了夸克和胶子的基本相互作用。晶格QCD非常适合研究QCD的低能量(子GEV)行为,但是晶格尺寸的计算成本的迅速增加使得QCD QCD极具挑战性,可用于模拟碰撞,以在诸如大型Hadron Collider(例如LHC)等较高的高级胶卷中探测的最短长度量表(LHC)。在这些能量下,QCD耦合常数αs变小,因此扰动计算成为选择的方法。使用量子计算机在扰动QCD中模拟硬散射过程已在很大程度上尚未探索。一种模拟量子计算机上通用扰动QCD进程的方法仍然缺失,但由于多种原因是可取的。其次,此功能还意味着量子模拟可以很好地适合对具有高质量最终状态的过程具有完全干扰效应的计算。每个贡献都可以分解为颜色部分和运动部分。This may be in part because the aims of perturbative QFT calculations differ from the aims of most quantum simulations: most quantum simulations (including lattice QCD) aim to take a known Hamiltonian and use it to perform the (unitary) evolution of a quantum system, whereas perturbative QFT calculations aim to calculate the (Hermitian, but not unitary) transition matrix describing the scattering of specified external states and hence研究基本颗粒的产生或衰减。首先,扰动QCD计算需要评估许多不可观察的中间状态的贡献,这使得这种计算使自然候选者从量子计算机操纵量子状态的折叠的能力中受益。第三,通用扰动QCD过程的量子模拟可以通过利用已知量子算法(例如量子振幅估计)提供的加速度来提高扰动QCD预测的速度和精度[9-12]。本文的目的是采取步骤使用量子计算机模拟通用扰动QCD进程。扰动QCD中的计算可以通过求和Feynman图的贡献来执行。颜色部分比运动部分更简单,并且实际上存在有效的程序[13 - 18],用于计算经典计算机上的颜色因子。尽管如此,颜色部分仍然提出了在量子计算机上模拟扰动QCD过程的一些通用挑战。1作为例如,形成量子计算机的量子门必须始终是统一的,而feynman规则(颜色和运动学部分都)描述了Feynman图的组成部分,并非完全单位。这意味着颜色部分提供了一个有用的简化设置,可以使用该设置来开发Feynman图的量子计算的框架,因此它们将成为当前工作的重点。本文的主要结果是两个量子门Q和G,它们分别代表了描述Quark-gluon和Triple-Gluon相互作用顶点的Feynman规则的颜色部分。要实施这些门,我们介绍了一个单位化寄存器U的新概念,该概念可以模拟夸克和胶子的非空间相互作用。
2 +,使用相对论量子场理论中的功能方法,即量子铬动力学(QCD)。到此为止,我们通过夸克 - diquark方法将三夸克faddeev方程减少到两体方程,在该方法中,重子被视为夸克和有效的diquarks的绑定状态。这种方法已成功用于轻巧和奇怪的重子。夸克 - diquark bethe salpeter振幅(BSA)的伯特salpeter方程(BSE)量达到相互作用内核的夸克乒乓交换。使用彩虹束截断中的Alkofer-Watson-Weigel相互作用确定夸克和diquark成分。BSE是通过将其转换为特征值问题并解决Quarkdiquark BSA的狄拉克敷料功能来实现的,我们使用Chebyshev扩展进行了评估。特征值问题的矩阵与这些考虑因素以及BSE的颜色和平流结构一起构建。这种结构由包含BSE的颜色迹线和avor因子的矩阵表示,以进行不同的diquark跃迁。我们在质量网格上计算地面和激发态的特征值,在质量网格中,物理状态对应于其相应特征值等于一个的条件。结果表明,基态质量与实验的总体一致,在此我们将模型比例设置为基态质量相对于实验质量的平均比率。激发态显示出比接地状态更高的高估。三重迷人的巴里昂也同意晶格QCD结果。使用QCD的潜在模型与晶格QCD和理论计算一致。仍然需要计算双重魅力的重子。
集体流由动量空间中最终粒子分布的傅里叶展开的系数定义,对核碰撞的早期阶段很敏感。具体来说,前三个系数分别称为定向流 ( v 1 )、椭圆流 ( v 2 ) 和三角流 ( v 3 )。定向流对介质的状态方程 (EoS) 敏感;椭圆流对介质的自由度、部分子或强子能级和平衡度敏感;三角流对初始几何涨落敏感。在 RHIC-STAR 核碰撞实验中已经实现了一套全面的测量 [ 1 – 9 ]。在高能碰撞(> 20 GeV)中观测到的 vn 的组成夸克数 (NCQ) 标度表明部分子集体已经建立 [ 1 – 3 , 8 , 10 ]。特别地,D 介子也遵循 NCQ 标度 [ 2 , 10 , 11 ],这表明粲夸克集体与 u 、 d 和 s 夸克处于同一水平;因此,产生的介质达到(接近)平衡。束流能量扫描 (BES) 计划的主要动机是探索 QCD 相图并寻找可能的相边界和临界点。STAR 实验中 BES 计划的第一阶段 (BES-I) 涵盖碰撞能量 √ s NN = 7.7–62.4 GeV。已经观察到许多有趣的现象;在这里,我们重点关注集体流 vn 测量。图 1 总结了 STAR BES-I 的定向、椭圆和三角流相关观测结果。中速附近净重子的 v 1 斜率与碰撞能量的关系被认为是一级相变的可能信号。v 1 斜率的非单调能量依赖性与相变有关,v 1 斜率的最小值称为“最软点坍缩”[12]。在实验中,随着中子
过去几十年来深度学习技术的发展和改进为高能物理学的算法方法创造了新的机会。尤其是,深度学习导致了算法识别算法的性能的显着进步,当在孔子大型强子撞机(例如cern the Cern the Colling collider)中产生时,由夸克或gluon碎片形成的结构。在本博士学位论文中,我们着重于深度学习方法,以增强CMS实验中喷气风味识别算法的性能。我们旨在通过改善模型鲁棒性来扩展其功能,以应对可能应用于算法使用的变量的变化。此外,通过扩展其最初的任务,我们为将来的研究带来了新的机会。首先,我们在创建保持喷气机结构的深神经网络的背景下探索变压器体系结构。我们建立了两个模型,其性能和计算成本为现场设定了新的最新技术。第二,我们基于对抗性攻击引入了一种数据不足的训练方法,从而提高了模型的稳健性,以防止输入变量的分布变化。增强鲁棒性对于改善校准后的模型性能是必要的。最后,我们成功地扩展了算法的任务以识别Hadronic Taus并估计喷气能量校正和分辨率。此外,我们介绍了奇怪喷气机的识别,这是LHC实验的第一个。最终,这项博士学位的工作导致创建了一类新的模型,具有改进的建筑,培训方法以及人工神经网络可能实现的范围的扩大范围。最终的模型(称为Upart)是LHC的CMS实验的JET识别的最新模型。通过源自奇怪夸克的喷气机的识别是LHC的第一个,一旦校准了新模型,就可以追求针对包含这种类型喷气的最终状态的新分析。
B-梅森轻锥分布振幅(LCDA)是特性的基本数量 - 根据其组成夸克和胶子来构成b -mesons的内部结构。最初引入以捕获通用独家b -depay的本质,此后这些分布幅度自此在分解定理的发展中发挥了关键作用[1-8]。在众多硬性反应的领域中,分解定理突出了LCDA的内部矩(IM)的重要性,特别是在领先的贡献中。值得注意的是,IM具有至关重要的假名相关性,控制着诸如Leptonic衰变(B→γℓν)等多种过程中的领先功率表格相互作用[9],半衰弱的衰减(B→πℓν)[10]和Hadronic Decays(B→ππ)[11] [11] [11] [11]。此外,IM在构建LCDA模型中起着至关重要的作用[12-14]。当B -Meson衰减的分析超出树的水平时,对数力矩(LMS)变得必不可少,尤其是在诸如B→γℓν等精确研究中,在这些研究中,它们在其中主导了理论错误[15]。这强调了IM和LMS在促进我们对B -Meson衰减的理解中所发挥的关键作用,并强调它们在理论建模和精确计算中的重要性。尽管IMS和LMS的重要性至关重要,但我们对它们的理解仍然有限。这主要是由于它们对非扰动动力学的信息进行编码,从而使其计算从QCD的第一个原理中挑战。IM和LMS上的现有结果在很大程度上取决于模型,缺乏令人满意的约束。这种限制阻碍了B物理学中相关研究中的口音预测的精度。因此,显然必须以模型独立的方式确定这些时刻的确定,从而解决我们知识中的关键差距并推进B物理学领域。诸如晶格QCD之类的非扰动甲基甲基苯甲酸酯是
类型:续订 标题:“强相互作用南部-戈德斯通玻色子的 3D 成像” 首席研究员:赵勇,阿贡国家实验室 联合研究员:丹尼斯·博尔韦格,布鲁克海文国家实验室 彼得·博伊尔,布鲁克海文国家实验室 伊恩·克洛伊特,阿贡国家实验室 高翔,阿贡国家实验室 斯瓦加托·穆克吉,布鲁克海文国家实验室 石琪,布鲁克海文国家实验室 张睿,阿贡国家实验室 科学学科:物理学 INCITE 分配:站点:阿贡国家实验室 机器(分配):HPE Cray EX - 英特尔百亿亿次计算刀片节点(600,000 Aurora 节点小时) 研究摘要:可见宇宙主要由质子和中子组成,它们结合在一起形成原子核,占所有可见物质质量的 99% 以上。然而,如果没有一种名为介子的强相互作用粒子,我们所知的原子核就不会存在,介子在大于质子大小的距离尺度上作为强核力的载体发挥着关键作用。实验研究加上理论上的重大进展表明,质子、中子和介子等强相互作用粒子是由夸克和胶子等基本粒子组成的,它们的相互作用可用量子色动力学 (QCD) 描述。因此,QCD 是原子核形成的原因,因此也是宇宙中几乎所有可见物质形成的原因。通过这个 INCITE 项目,研究人员正在对介子和 K 介子的 3D 结构进行格点 QCD 计算,它们是强相互作用中的南部-戈德斯通玻色子。该团队使用保持手性对称性的格点 QCD 拉格朗日量,旨在确定高动量转移时的电磁形状因子、横向动量相关 (TMD) 波函数和部分子分布函数。这些计算旨在为杰斐逊实验室 (JLab) 12 GeV 升级和未来的电子离子对撞机 (EIC) 等实验项目提供比较和预测。结果将加深对强相互作用和约束的理解,并提供介子和介子的全面 3D 成像。该团队还将利用他们的发现提取用于 TMD 演化的 Collins-Soper 内核,这是从 JLab 和 EIC 实验中对质子 TMD 进行全局分析的关键输入。
已经投入了很大的效果,用于研究量子化学[1-4],凝结物理学[5-7],宇宙学[8-10]以及高能量和核物理学[11-16]的问题[11-16],具有数字量子计算机和模拟量子模拟器[17-22]。一个主要的动机是加深我们对密切相关的多体系统(例如结合状态的光谱)的基态特性的传统棘手特征的理解。另一个是推进散射问题的最新技术,这些问题提供了有关此类复杂系统的动态信息。在这项工作中,我们的重点将放在相对论量子场理论中为高能量散射和多粒子产生的量子算法的问题。我们的工作是在量子铬动力学(QCD)中提取有关Hadron和Nuclei的性能的动态信息的有前途但遥远的目标。QCD中量子信息科学可以加速我们目前的组合能力是核多体系统中的低能量散射的 在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。QCD中量子信息科学可以加速我们目前的组合能力是核多体系统中的低能量散射的 在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。 例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。在核多体系统中[23,24],超层流性离子离子碰撞中的热化过程[25] [25]夸克和脾气吹入黑龙喷头[34,35]。例如,两个喷气片段化函数和DIS结构功能都需要计算Minkowski SpaceTime中电流的自相关功能。这对构建以计算欧几里得时空相关因子的经典蒙特卡洛方法提出了挑战[36-43]。量子设备有可能克服经典计算机在解决上述许多问题时的局限性。目前的限制是,散射问题涉及大量的空间(动量)和时间(能量)尺度,并要求对大量(局部)量子型操作员进行量子模拟。当今NISQ ERA技术仅限于几十个未纠正的量子台上的NISQ ERA技术具有挑战性[22]。正如约旦,李和普雷基尔[44,45]在精液论文中所讨论的那样,量子模拟相对论量子型理论中的散射问题需要晶格离散化,而在骨质理论的情况下,则是field eld opertor的局部希尔伯特空间的截断。从广义的重归化组(RG)的意义上[46]的意义上,可以将这种数字化视为定义低能量效能理论的定义。我们将在这里争论,从这个角度来看,数字化方案不一定需要基于本地运算符的分解,而是更多
物质的三个状态是固体,液体和气体。- **固体**:在这种状态下,分子紧密地包装在一起,几乎没有移动的自由。这会导致刚性结构保持其形状和体积,无论外部压力或温度变化如何。固体的一个例子是冰,在标准大气压力下0°C以上加热时,它仅在水中融化。- **液体**:在液态下,分子靠近,但具有足够的能量可以自由移动。这种柔韧性允许液体在保持恒定体积的同时采用其容器的形状。液体的一个例子是水,它可以以低于0°C的冰或100°C以上的蒸汽存在。- **气**:在气态状态下,分子具有足够的能量,可以自由和快速移动任何方向。他们不会相互互动,这意味着气体往往会扩展以填充容器,同时保持其体积和形状。气体的一个例子是氧气,随着温度的降低,它变得更加致密,并且能够散布得较低。由于其分子之间的相互作用,每个物质都表现出独特的特性。这些分子的能级确定物质在给定的温度和压力下是否保持固体,液体或气态状态。物质具有四个主要状态:固体,液体,气体和血浆,但我们将重点放在前三个。固体具有确定的形状和体积,颗粒紧密堆积在一起。这些现象是在凝结物理学中研究的。液体具有其容器的形状,具有确定的体积,颗粒自由移动但仍然相互作用。气体还具有其容器的形状,既没有明确的形状也不具有确定的体积,并且粒子高度可移动,彼此弱吸引。在低温下,固体材料中的电子可以分为不同的阶段,包括具有零电阻的超导状态。磁性状态,例如铁磁性和抗铁磁性,也可以视为在特定模式中旋转对齐的物质阶段。在恒星或早期宇宙中发现的极端条件下,原子可以分解成其组成部分,从而导致物质或夸克物质,这是在高能量物理学中研究的。对20世纪物质特性的理解导致识别了许多物质状态,包括一些值得注意的例子。固体在没有容器的情况下表现出明确的形状和体积,而无定形固体缺乏远距离顺序。晶体固体的原子有常规图案,准晶体显示长期顺序,但没有重复模式。多态材料可以存在于不同的结构阶段,这些阶段被认为是物质的独立状态。液体符合其容器,但保持恒定的体积,而气体则膨胀以填充容器。介质状态(例如塑料晶体和液晶)在固体和液体之间表现出中等特性。这些现象在1920年代进行了预测,但直到1995年才观察到。超临界流体结合了液体和气体的特性,存在于高温和压力下,其中液体和气体之间的区别消失了。等离子体与气体不同,其中包含大量的游离电子和对电磁力反应强烈反应的电离原子。Bose-Einstein冷凝物是玻色子占据相同量子状态的相,而费米米奇冷凝物涉及像玻色子一样表现的成对费米子。超导性是一种现象,当某些物质冷却以下时,某些物质表现出零电阻和磁场的驱动。该状态具有各种形式,包括BCS理论所描述的常规超导体和破坏额外对称性的非常规的超导体。此外,铁磁超导体与铁磁性显示出固有的共存,而Charge-4E超导体则提出了一种新的状态,其中电子被绑定为四倍。材料可以根据其费米表面结构和零温度直流电导率进行分组。这导致将分类为金属,绝缘子或两者之间的东西。金属可以进一步归类为费米液体,在费米表面具有明确定义的准粒子状态,也可以将其表现出非常规性的非纤维化液体。绝缘子以不同的形式出现,例如由于带隙,莫特绝缘子引起的带绝缘子,由于电子相互作用而导致的莫特绝缘子,由于无序诱导的干扰效应而引起的安德森绝缘子以及电荷转移的绝缘子,在这些原子之间电子传递。在开始时,目前尚不清楚哪些条件盛行。时间晶体即使在最低的能量状态也表现出运动,而隐藏状态在热平衡中无法实现,但可以通过光激发或其他方式诱导。微相分离涉及统一系统中的不同相,并且链式状态在高温和压力下结合了固体和液体性能。其他现象包括具有自发性应变的铁弹性状态,通过明显质量连接的光子分子,在极高压力下退化的物质以及各种假设状态(如夸克物质,奇怪的物质和颜色玻璃凝)。此外,已经提出了颜色的超导性和夸克 - 格隆血浆,其中提出了夸克可以在gluons海洋中独立移动的夸克。这些阶段通常涉及高能条件,例如在恒星内部或早期宇宙中发现的条件。随着宇宙的扩展,温度和密度降低,引力开始分离,这种现象被称为对称性破裂。
