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![arxiv：2312.02242v1 [hep-ph] 2023年12月4日](/simg/f\f2aeec6bc00a22e1af35e56df141431d09ff5140.webp)
arxiv：2312.02242v1 [hep-ph] 2023年12月4日
虽然对NATURE量子机械的模拟进行模拟的第一个建议可以追溯到Richard Feynman 1，但最近尝试将量子化理论应用于高能物理系统研究的最新尝试已被证明是特别成功的。As a paradigmatic example quantum state tomography, a procedure that allows full re- construction of the density matrix of a system by perform- ing a complementary series of measurements on an ensem- ble of identical copies of the system under scrutiny 2 , is ide- ally applicable to colliders, where large numbers of events are generated 3–6 , and has been applied to numerical simulation studies of various high energy particle physics systems 4–7 。量子算法，包括量子机学习技术，是为了识别Standard模型和数据8-10中的签名，以及对撞机事件的更计算经济模拟11。这些结果验证了粒子物理和量子信息的两个领域之间的预期一致性（标准模型基于量子场理论，这是量子理论），但可以进一步利用这种联系背后的数学细节，从而导致对这两个领域的新见解。在本文中，我们确定了choi-jamiolkowski同构12或状态通道二重性，是一种理论原理，使量子信息理论在计算标准模型散射振幅的计算中系统地应用，并认为值得以下原因引起粒子物理社区的注意。
为何会纠缠？
在这篇面向大众的文章中，我们提出了一种量子纠缠机制。关键因素是人们熟悉的统计现象，即对撞机偏差或伯克森偏差。在因果模型的语言中，对撞机是一个受两个或多个其他变量因果影响的变量。对撞机进行条件化通常会在其促成因素之间产生非因果关联，即使它们实际上是独立的。很容易证明，在合适的后选集合中，这种现象可以产生类似于贝尔相关性的关联。如果对撞机受到“约束”（例如，受未来边界条件约束），那么这种对撞机伪影也可能成为类似于因果关系的真实联系。我们在量子力学的逆因果模型背景下考虑这些点的时间反转类似物。逆因果关系在 EPR-Bell 粒子对的源头处产生对撞机，在这种情况下，通过正常的实验准备方法可以对对撞机进行约束。由此可见，从实验的一个分支到另一个分支，在这样的对撞机之间可能会出现类似因果关系的联系。我们的假设是，这种受约束的逆因果对撞机偏差是纠缠的起源。这篇文章基于我们在 arXiv:2101.05370v4 [quant-ph] 中首次提出的建议。
![arxiv：2401.16208v1 [hep-ph] 2024年1月29日](/simg/c\c892bb3e7837bb02ea448926724b7b4181832ccc.webp)
arxiv：2401.16208v1 [hep-ph] 2024年1月29日
量子算法最近成为有希望解决粒子物理领域复杂问题的有前途的途径[1]。在高能量壁炉中发生的事件，例如CERN的大型强子对撞机（LHC），通常通过根据其子过程的特征能量量表进行分解来分析它们。在这方面，量子算法在粒子物理学中的最新应用已经考虑了碰撞的特定方面。例如，已经探索了量子算法以进行轨道重建[2、3、4]和喷气聚类[5、6、7、8]，包括分析在培养基中[9，10，11]中的JET形成。的应用还包括Parton阵雨[12、13、14]，量子机学习[15、16、17]的模拟以及Parton密度的确定[18]。在大多数理论方面，量子算法已被用于评估螺旋性振幅[19]和基本过程的颜色代数[20]，并已应用于选择Multiloop Feynman Dia-Grams的因果构型[21，22，22，23，23，24]。这也关注量子积分器[25，26，27]，包括它们在循环Feynman积分中的应用[28]。
论希格斯机制的性质和起源
本文从量子信息论和扩展量子引力的角度对希格斯机制进行了新的重新解释。我们提出，希格斯场源自量子引力自由度的纠缠结构，自发对称性破坏是复杂性阈值现象。我们的框架将量子信息测量直接引入引力场方程，从而对时空作为一种源于量子信息的突发现象有了新的理解。我们开发了一种数学形式，将希格斯势和耦合与量子纠缠熵和复杂性联系起来，预测了标准模型物理的特定量子引力修正。我们的方法为层次问题和宇宙常数问题等长期存在的问题提供了潜在的解决方案，同时通过全息视角提出了粒子物理学和宇宙学之间的深层联系。本文概述了测试我们理论的实验方案，包括未来对撞机的精确希格斯测量、宇宙学观测和量子模拟。我们还探索了我们的框架的哲学含义，挑战了物理定律的传统观念和现实本身的本质。
使用空气弹簧和 MLRB 的主动移动器
下一代直线对撞机应具有极小的发射度，以实现足够高的亮度。由于相互作用点处的光束尺寸非常小，高度约为十纳米，这些机器对地面运动非常敏感，从而导致不相关的机器组件紊乱。精确对准机器组件对于防止发射度稀释至关重要。1996 年，KEK 开始对电子/正电子直线对撞机的 C 波段（5712 MHz）射频系统的硬件研发。相关进展已在国际会议上报告 [1]。在本文中，我们将报告加速结构的大梁和支撑大梁的主动动子的设计。扩散性地面运动会破坏加速器元件的对准。为了补偿缓慢的地面运动，采用新理念开发了一种主动支撑动子。我们正在对动子进行长期使用质量测试。我们的新型移动器由空气弹簧和多层橡胶轴承 (MLRB) 组成，如图 2 所示。与机械千斤顶相比，空气弹簧的控制更平稳、更精细。我们使用 MLRB 来防止地震引起的支撑台快速弹出运动。移动器的详细设计和特性通过 LON 控制系统展示 [2, 3]。
格点规范理论中非平衡过程的量子热力学
核物理和高能物理的一个关键目标是从粒子物理的标准模型出发，描述物质的非平衡动力学，例如在早期宇宙和粒子对撞机中。通过格点规范理论框架，经典计算方法在这一任务中取得了有限的成功。格点规范理论的量子模拟有望克服计算限制。由于局部约束（高斯定律），格点规范理论具有复杂的希尔伯特空间结构。这种结构使平衡和非平衡过程中与储层耦合的系统的热力学性质的定义变得复杂。我们展示了如何使用强耦合热力学来定义功和热等热力学量，强耦合热力学是最近在量子热力学领域蓬勃发展的框架。我们的定义适用于瞬时淬灭，即在量子模拟器中进行的简单非平衡过程。为了说明我们的框架，我们计算了在与 1 + 1 维物质耦合的 Z 2 格子规范理论中淬灭期间交换的功和热。作为淬灭参数的函数，热力学量证明了相变。对于一般的热状态，我们推导出量子多体系统的纠缠汉密尔顿量（可用量子信息处理工具测量）与平均力的汉密尔顿量（用于定义强耦合热力学量）之间的简单关系。
顶夸克对量子力学对撞机试验中的局域性
高能对撞机中基本粒子量子特性的测试开始出现。顶夸克和反顶夸克系统中的纠缠和贝尔不等式违反尤其令人感兴趣，因为顶夸克是经历级联衰变的不稳定粒子。我们争论顶夸克和反顶夸克在不同衰变阶段的空间分离标准。我们考虑了三个不同情况下的因果分离：顶夸克衰变、W 玻色子衰变以及轻子/喷流与宏观仪器接触时。我们表明，当要求顶夸克和 W 玻色子都在空间间隔内衰变时，事件的空间分数最小。对于通常需要贝尔不等式违反的高不变质量，这几乎与顶夸克衰变要求相同。我们还包括一个选项，用于将顶夸克衰变中的 b 夸克的角度相关性用于自旋相关性测量。我们要求顶夸克和 b 强子衰变都是空间分离的。再次，我们发现在高不变质量下，它几乎与顶夸克和反顶夸克之间的空间分离要求相同。我们为我们提出的标准提供了数值。如果满足这样的标准，则保证系统不存在因果关系。
![arXiv:2404.02965v1 [quant-ph] 2024 年 4 月 3 日](/simg/0\09215e49bac732bc69eb045c4721e9a422c2bd24.webp)
arXiv:2404.02965v1 [quant-ph] 2024 年 4 月 3 日
核物理和高能物理的一个关键目标是从标准模型出发描述物质的非平衡动力学，例如在早期宇宙和粒子对撞机中的非平衡动力学。通过格点规范理论框架的经典计算方法在这一任务中取得的成功有限。格点规范理论的量子模拟有望克服计算限制。由于局部约束（高斯定律），格点规范理论具有复杂的希尔伯特空间结构。这种结构使平衡和非平衡过程中与储层耦合的系统的热力学性质的定义变得复杂。我们展示了如何使用强耦合热力学来定义功和热等热力学量，强耦合热力学是最近在量子热力学领域蓬勃发展的框架。我们的定义适用于瞬时淬火，即在量子模拟器中进行的简单非平衡过程。为了说明我们的框架，我们计算了在与 1+1 维物质耦合的 Z 2 格子规范理论中淬火过程中交换的功和热。作为淬火参数的函数，热力学量证明了预期的相变。对于一般的热状态，我们推导出量子多体系统的纠缠哈密顿量（可用量子信息处理工具测量）与平均力哈密顿量（用于定义强耦合热力学量）之间的简单关系。
cerncourier
这个问题的问题探讨了LHC在高能量边界（P40）的前10年物理学的巨大影响，并在此期间听到了那些处于机器敏锐的末端的人和实验（P33）的声音。LHC的故事还有很长的路要走，它与Ligo有相似之处，并寻求检测引力波。在1987年，当CERN理事会成立的计划小组建议使用高幼体质子 - 普罗顿对撞机，质量为13-15 TEV时，Ligo刚刚成立为Caltech/MIT项目。LIGO的现场建设始于1994年，即LHC批准的那一年，二十年后，这两个基础设施使历史悠久，直接发现了Higgs Boson和重力波。现在，随着高光度LHC的升级和增强的高级LIGO“ Plus”，物理学家正在争夺建立Higgs工厂和第三代重力波干涉仪，以全面利用这些层状发现。对前者的计划一直是欧洲战略更新的讨论中心，即将得出结论，而正如我们在P53上报告的，欧洲的两个地点正在竞标主持爱因斯坦望远镜（ET）。干涉仪可能比对船员便宜，但是，正如前LIGO总监Barry Barish在我们对P61的采访中所解释的那样，像ET这样的项目需要专业管理，艰难的决策和健康的风险需求。
二维 QCD 中的纠缠熵和流
我们讨论了在二维 (2D) 大 N c 规范理论中，在光前沿量化狄拉克夸克，快自由度和慢自由度之间的量子纠缠。利用 ' t Hooft 波函数，我们为动量分数 x 空间中的某个间隔构建了约化密度矩阵，并根据结构函数计算其冯诺依曼熵，该结构函数由介子（一般为强子）上的深非弹性散射测量。我们发现熵受面积定律的约束，具有对数发散，与介子的速度成正比。纠缠熵随速度的演化由累积单重态部分子分布函数 (PDF) 确定，并从上方以 Kolmogorov-Sinai 熵 1 为界。在低 x 时，纠缠表现出渐近展开，类似于 Regge 极限中的前向介子-介子散射振幅。部分子 x 中每单位快速度的纠缠熵的演化测量了介子单重态 PDF。沿单个介子 Regge 轨迹重合的纠缠熵呈弦状。我们认为，将其扩展到多介子状态可模拟大型 2D“原子核”上的深度非弹性散射。结果是纠缠熵随快速度的变化率很大，这与当前最大量子信息流的 Bekenstein-Bremermann 边界相匹配。这种机制可能是当前重离子对撞机中报告的大量熵沉积和快速热化的起源，并且可能扩展到未来的电子离子对撞机。