利用 Lehmann-Symanzik-Zimmermann 约化公式,我们提出了一种新的通用框架,用于以完全非微扰的方式使用量子计算机计算量子场论中的散射振幅。在这个框架中,只需要构建零动量的单粒子状态,不需要入射粒子的波包。该框架能够结合束缚态的散射,非常适合涉及少量粒子的散射。我们预计该框架在应用于独有的强子散射时会具有特殊优势。作为概念证明,通过在经典硬件上进行模拟,我们证明了在单味 Gross-Neveu 模型中,从我们提出的量子算法中获得的费米子传播子、连通费米子四点函数和费米子-反费米子束缚态的传播子具有实现 Lehmann-Symanzik-Zimmermann 约化公式所必需的所需极点结构。
虽然首次提出模拟自然界量子力学的建议可以追溯到理查德·费曼 [1],但最近将量子信息理论应用于高能物理系统研究的尝试已证明特别成功。量子态断层扫描就是一个典型的例子,该过程通过对被观察系统的相同副本集合进行一系列互补测量,可以完全重建系统的密度矩阵 [2],非常适用于产生大量事件的对撞机 [3-6],并且已应用于各种高能粒子物理系统的数值模拟研究 [4-7]。包括量子机器学习技术在内的量子算法已被开发用于识别数据中的标准模型及以上特征 [8-10],以及以更经济的计算方式模拟对撞机事件 [11]。
Caron-Huot 博士的兴趣在于高能粒子理论,这是物理学的一个分支,研究构成物质和辐射的粒子的性质。特别是,通过研究量子色动力学中的散射振幅,他旨在开发新的壳层技术来简化和实现新的计算。他还对 N=4 超级杨-米尔斯模型感兴趣,该模型可能成为第一个精确解决的四维场论。他开发的技术利用一般原理(相对论和量子力学)的惊人力量,将困难的定量计算分解为更简单的构建块。
量子信息为量子场论框架提供了一个强大的新视角,该框架与能量尺度、场内容、对偶框架等无关,因此以与传统量(如关联函数和散射振幅)根本不同的方式贯穿物理现象的空间。纠缠和复杂性等概念为量子场论的许多方面提供了宝贵的新见解,包括关联、对称性、RG 流、相、传输和热化。此外,尽管人们常说我们的时空和引力理论与量子理论存在矛盾,但最近的发展表明时空和引力实际上来自复杂的量子信息模式。这种新的量子信息视角还带来了经典模拟的新方法、量子模拟的新可能性以及与多体物理学及其他领域的许多联系。相反,量子
本文提出利用电子散射来实现由三个量子比特控制的幺正量子门。利用费曼规则,我们找到了外部电磁源散射跃迁振幅的表达式。在此背景下,散射振幅被建模为一个状态可调节的幺正门。实现门所需的矢量势的最优值是通过最小化设计门和目标门之间的差异来获得的,以总消耗能量为约束。设计算法是通过将得到的积分方程离散化为矢量方程而得到的。该设计算法可应用于量子计算、通信和传感等各个领域。它为开发用于量子信息处理的高效和精确的门提供了一种有前途的方法。此外,这种方法还可以扩展到设计多量子比特系统的门,这对于大规模量子计算至关重要。该算法的使用可以大大促进实用量子技术的发展。
物理学。课程内容:1. 简介:[2 小时] 1.1 非相互作用电子气。2. Born-Oppenhemier 近似:[3 小时] 2.1 基本哈密顿量,2.2 绝热近似,2.3 简化电子问题。3. 二次量子化:[5 小时] 3.1 玻色子,3.2 费米子,3.3 费米子算符。4. Hartree-Fock 近似:[4 小时] 4.1 非相互作用极限,4.2 Hartree-Fock 近似,4.3 图表。5. 相互作用电子气:[4 小时] 5.1 均匀电子气,5.2 Hartree-Fock 激发谱,5.3 金属的结合能。 6. 金属中的局部磁矩:[4 小时] 6.1 局部矩:现象学,6.2 平均场解。 7. 局部矩的猝灭:[8 小时] 7.1 近藤问题,7.2 近藤汉密尔顿量,7.3 为什么 J 为负? 7.4 散射和电阻率最小值,7.5 电子-杂质散射振幅,7.6 近藤温度。
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。
识别对应于光子的激发。 17. 计算原子激发态的自发辐射率。 课程内容 A. 散射理论 散射振幅、微分散射截面和总散射截面的定义。 一维、二维和三维入射波和出射波的特殊形式(例如汉克尔函数)。 量子力学格林函数的定义和应用。 用于近似散射振幅的 Born 级数法。 束缚态、自由态和准束缚态(共振)的定义。 费米黄金法则的推导和应用。 B. 纠缠 量子力学假设如何应用于多粒子系统。 张量积的线性代数规则。 部分测量概率的计算。 量子纠缠的概念。 爱因斯坦-波多尔斯基-罗森思想实验的公式和贝尔定理。 量子力学熵的定义及其计算方法。密度矩阵。多世界解释及其哲学含义。C. 多体量子力学 粒子交换对称性的定义。玻色子态和费米子态,通过张量积符号以及创建/湮灭算符符号表示。使用创建/湮灭算符来表达多体哈密顿量及其本征态。单粒子量子理论的二次量化。经典场论的量化。D. 量子电动力学 非相对论洛伦兹力定律的量化。阿哈罗诺夫-玻姆效应。电磁场中的狄拉克方程及其解。无源麦克斯韦方程的量化和光子的概念。电子-光子相互作用的公式化。自发辐射率的计算。评估(包括持续和总结性评估)
*gdliu@xtu.edu.cn 摘要:偏振光在通信波段具有多种潜在应用,包括光通信、偏振成像、量子发射和量子通信。然而,优化偏振控制需要在动态可调性、材料和效率等领域不断改进。在本文中,我们提出了一种基于硼墨烯的结构,它能够通过局域表面等离子体(LSP)的相干激发将光通信波段的线性偏振光转换为任意偏振光。此外,可以通过将第二个硼墨烯阵列放置在第一个硼墨烯阵列的顶部并使它们的晶面相对旋转90°来实现双层硼墨烯结构。通过独立控制双层硼墨烯的载流子浓度可以切换反射光的偏振态的旋转方向。最后利用偶极子源实现偏振光的发射,其发射速率比自由空间中的发射速率高两个数量级,并且可以通过操纵载流子浓度来动态控制偏振态。我们的研究简单紧凑,在偏振器、偏振探测器和量子发射器领域具有潜在的应用。1.引言 偏振是电磁波的本征特性之一,它表示电磁矢量在空间中方向改变的性质[1],包括三种偏振态:线偏振光(LPL)、椭圆偏振光(EPL)和圆偏振光(CPL)。在通信和传感领域,与LPL相比,CPL使光能够抵抗环境变化,并且忽略了散射和衍射的影响[2-4]。直接产生CPL比较困难,但可以通过调节两个正交电场分量之间的电磁振幅和相位,将LPL转换成CPL[5]。超材料可以灵活地操控光的散射振幅、相位和偏振,理论上可以将光的波前塑造成任何所需的形状。偏振转换的早期研究表明,由贵金属组成的超材料