我们利用变分量子本征值求解器 (VQE) 探索了存在拓扑 θ 项的格子 Schwinger 模型中的一阶相变。使用两种不同的费米子离散化,即 Wilson 和交错费米子,我们开发了适用于这两种离散化的参数化模拟电路,并通过在没有噪声的情况下模拟经典的理想 VQE 优化来比较它们的性能。然后在 IBM 的超导量子硬件上准备通过经典模拟获得的状态。应用最先进的误差缓解方法,我们表明可以从量子硬件可靠地获得电场密度和粒子数,这些可观测量揭示了模型的相结构。为了研究连续外推所需的最小系统尺寸,我们使用矩阵乘积状态研究连续极限,并将我们的结果与连续质量微扰理论进行比较。我们证明,考虑附加质量重正化对于提高较小系统尺寸所能获得的精度至关重要。此外,对于我们研究的可观测量,我们观察到了普适性,并且两种费米子离散化都产生了相同的连续极限。
散射实验是探索基础物理的成熟工具。特别是,碰撞实验可以产生高能和稀有粒子,从而研究它们的相互作用。对此类过程的解释需要精确的理论预测,而这往往涉及无法从图解微扰论中提取的贡献。例如,对于强子碰撞就是这种情况,量子色动力学 (QCD) 的非微扰效应可能发挥重要作用 [1]。解决此类非微扰区域的最有力工具是格点规范理论 (LGT),即规范场论的离散形式 [2]。使用量子蒙特卡罗 [3,4] 等先进的数值方法,LGT 已经能够成功探索强耦合现象,例如 QCD 中的强子谱,但实时动态是一个挑战。尽管最近取得了进展 [5],但目前还无法精确计算散射过程,这也是促使人们寻找替代技术的原因之一 [6]。近年来,量子方法揭示了探索基础物理的潜在替代方法(参见 [7 – 13] 的评论)。他们的核心重点是 LGT,它似乎也是对
了解自旋波(SW)阻尼以及如何将其控制到能够放大SW介导的信号的点是使所设想的宏伟技术实现的关键要求之一。甚至广泛使用的磁性绝缘子在其大块中具有低磁化阻尼(例如Yttrium Iron Garnet),由于在最近的实验中观察到的,由于与金属层与金属层的不可避免接触,因此SW阻尼增加了100倍。,adv。量子技术。4,2100094(2021)]以空间解析的方式映射SW阻尼。在这里,我们使用扩展的Landau-lifshitz-gilbert方程对波矢量依赖性的SW阻尼提供了微观和严格的理解,并具有非局部阻尼张量,而不是常规的本地标量尺吉尔伯特damp,从Schwinger-keldysh norther-keldysh nortakys damper中衍生而成。在这张照片中,非局部磁化阻尼的起源以及诱导的波载体依赖性SW阻尼是磁绝缘子的局部磁矩与来自三种不同类型的金属叠层器的传导电子的局部磁矩的相互作用:正常,重型和altermagnetic。由于后两种情况下传导电子的自旋分解能量散布引起的,非局部阻尼在自旋和空间中是各向异性的,并且与正常金属覆盖物的使用相比,可以通过更改两层的相对方向来大大降低。
更改游戏的一种方法是添加缺陷或边界。这是坐在周围时空内部或附近的平坦的,一个或更大的空间。固定点仍然可以具有共形对称性,并且有一些可能的冷凝物应用。
部分子分布和碎裂函数是分析大多数高能数据的核心 [1,2]。在光前沿,由于时间膨胀和渐近自由,强子由冻结的部分子组成 [3 – 5]。因此,量子色动力学 (QCD) 中的硬过程可以分解为可微扰计算的硬块乘以非微扰矩阵元素,例如部分子分布函数 (PDF) 和碎裂函数 (FF)。PDF 在光前沿被估值,并且本质上是非微扰的,这使得它们无法用标准欧几里得格子公式来计算,除了几个最低矩之外。这个缺点可以通过使用准分布 [6] 及其变体 [7,8] 来避免。这些提议现在已被许多 QCD 格子合作所采用 [9 – 14]。我们最近展示了如何将这些概念扩展到量子计算 [15] 。夸克碎裂的概念起源于菲尔德和费曼的原创工作,他们提出了夸克喷流模型来描述半包容过程中介子的产生 [16] 。该模型本质上是一个独立的部分子级联模型,其中硬部分子通过发射连续的
1 埃尔兰根-纽伦堡弗里德里希-亚历山大大学量子光学和量子信息组,Staudtstr。 1,91058 埃尔朗根,德国 2 CQTA,德国电子同步加速器 DESY,Platanenallee 6,15738 策滕,德国 3 跨学科研究领域“物质构建模块和基本相互作用”(TRA Matter),波恩大学,德国波恩 4 亥姆霍兹辐射与核物理研究所(HISKP),波恩大学,Nussallee 14-16,53115 波恩,德国 5 贝特理论物理中心(BCTP),波恩大学,Nussallee 12,53115 波恩,德国 6 东北大学 - 伦敦,Devon House,St Katharine Docks,伦敦,E1W 1LP,英国 7 东北大学 Khoury 计算机科学学院,440 Huntington Avenue,202 West Village H Boston,MA 02115,美国 8塞浦路斯研究所基于计算的科学技术研究中心,塞浦路斯尼科西亚 2121 KavafiStreet 20 号(日期:2024 年 5 月 2 日)
我们研究了d¼4minkowski时空中自由费米子场理论的纠缠熵的通用对数系数。作为热身,我们通过对D¼2半线的尺寸减小以及随后在晶格上进行数值实时计算来重新审视无质量自旋1 = 2场情况。出乎意料的是,该面积系数差异以径向离散化,但对于由相互信息引起的几何正则化是有限的。所得的通用对数系数 - 11 = 90与文献一致。对于自由质量自旋 - 3 = 2场,Rarita-Schwinger场,我们还对半行进行了尺寸降低。除了省略最低的总角动量模式外,降低的哈密顿量与自旋1 = 2一致。这给出了一个通用对数系数-71 = 90。我们讨论了无应力能量张量的自由高自旋场理论的通用对数系数的物理解释。
Schwinger 模型(1+1 维量子电动力学)是研究量子规范场论的试验平台。我们给出了可扩展的显式数字量子算法来模拟 NISQ 和容错设置中的格子 Schwinger 模型。具体而言,我们使用最近推导的交换子界限对 Schwinger 模型的低阶 Trotter 公式模拟进行了严格分析,并给出了两种情况下模拟所需资源的上限。在格点中,我们发现在 N/2 个物理点上具有耦合常数 x − 1 / 2 和电场截止 x − 1 / 2 Λ 的 Schwinger 模型可以在量子计算机上使用 e O ( N 3 / 2 T 3 / 2 √ x Λ) 中的多个 T 门或 CNOT 进行模拟,时间为 2 xT,操作数为固定算子误差。这种使用截断 Λ 的缩放效果优于量子比特化或 QDRIFT 等算法的预期效果。此外,我们给出了可扩展的测量方案和算法来估计可观测量,这些可观测量在 NISQ 和容错设置中都是通过假设一个简单的目标可观测量(平均对密度)来计算的。最后,我们将通过模拟估计此可观测量的均方根误差限制为理想和实际 CNOT 通道之间的菱形距离的函数。这项工作提供了对模拟 Schwinger 模型的严格分析,同时还提供了可以测试后续模拟算法的基准。