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
拟议的深空量子实验将能够探索相对论效应很重要的领域的量子信息问题。在本文中,我们认为,将量子信息论适当扩展到相对论领域需要用量子场论 (QFT) 概念来表达所有信息概念。这项任务需要一个可行的 QFT 测量理论。我们提出了构建这种理论的基本问题,特别是与 QFT 基础中长期存在的因果关系和局部性问题有关的问题。最后,我们介绍了正在进行的量子时间概率计划,用于构建一种测量理论,该理论 (i) 原则上适用于任何 QFT,(ii) 允许对所有相关的因果关系和局部性问题进行第一性原理研究,以及 (iii) 它可以直接应用于当前感兴趣的实验。
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)
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。
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。
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。
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。
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。