Fermion-qudit-kvanttiprosessorit hilateorioiden simulointiin aineen kanssa

Fermion-qudit-kvanttiprosessorit hilateorioiden simulointiin aineen kanssa

Aikaleima: 16. lokakuuta 2023, klo 9

Torsten V. Zache1,2,3, Daniel González-Cuadra1,2,3ja Peter Zoller1,2

1Teoreettisen fysiikan instituutti, Innsbruckin yliopisto, 6020 Innsbruck, Itävalta
2Itävallan tiedeakatemian kvanttioptiikan ja kvanttiinformaation instituutti, 6020 Innsbruck, Itävalta
3Nämä tekijät ovat osallistuneet tasapuolisesti tähän työhön.

Onko tämä artikkeli mielenkiintoinen vai haluatko keskustella? Scite tai jätä kommentti SciRate.

Abstrakti

Hilamittariteorioiden reaaliaikaisen dynamiikan simulointi, joka on hiukkasfysiikan standardimallin taustalla, on tunnetusti vaikea ongelma, jossa kvanttisimulaattorit voivat tarjota käytännön etua klassisiin lähestymistapoihin verrattuna. Tässä työssä esittelemme täydellisen Rydberg-pohjaisen arkkitehtuurin, joka on suunniteltu simuloimaan digitaalisesti yleisten mittarien teorioiden dynamiikkaa yhdistettynä ainekenttiin laitteistotehokkaalla tavalla. Viite. [1] osoitti, kuinka qudit-prosessori, jossa ei-abelin mittaiset kentät on paikallisesti koodattu ja aikakehittynyt, vähentää huomattavasti tarvittavia simulointiresursseja verrattuna tavallisiin kubittipohjaisiin kvanttitietokoneisiin. Tässä integroimme jälkimmäisen äskettäin esitellyn fermionisen kvanttiprosessorin kanssa [2], jossa fermioniset tilastot huomioidaan laitteistotasolla, jolloin voimme rakentaa kvanttipiirejä, jotka säilyttävät mittarin ja aineen vuorovaikutuksen paikallisuuden. Osoitamme tällaisen fermion-qudit-prosessorin joustavuutta keskittymällä kahteen paradigmaattiseen korkean energian ilmiöön. Ensin esitämme resurssitehokkaan protokollan simuloimaan Abelian-Higgs-mallia, jossa voidaan tutkia rajoitusten ja merkkijonojen katkeamisen dynamiikkaa. Sitten näytämme, kuinka valmistetaan hadroneja, jotka koostuvat fermionisista ainesosista, joita sitovat ei-Abelin mittakentät, ja näytämme, kuinka vastaava hadroninen tensori erotetaan. Molemmissa tapauksissa arvioimme tarvittavat resurssit osoittaen, kuinka kvanttilaitteita voidaan käyttää laskemaan kokeellisesti merkityksellisiä hiukkasfysiikan suureita.

Fermion-qudit-kvanttiprosessorit hilateorioiden simulointiin aineen kanssa PlatoBlockchain Data Intelligence. Pystysuuntainen haku. Ai.

► BibTeX-tiedot

► Viitteet

[1] Daniel González-Cuadra, Torsten V. Zache, Jose Carrasco, Barbara Kraus ja Peter Zoller. "Laitteiston tehokas kvanttisimulointi ei-abelin mittareiteorioista quditeilla rydberg-alustoilla". Phys. Rev. Lett. 129, 160501 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.129.160501

[2] D. González-Cuadra, D. Bluvstein, M. Kalinowski, R. Kaubruegger, N. Maskara, P. Naldesi, TV Zache, AM Kaufman, MD Lukin, H. Pichler, B. Vermersch, Jun Ye ja P. Zoller . "Fermioninen kvanttikäsittely ohjelmoitavilla neutraaliatomiryhmillä". Proceedings of the National Academy of Sciences 120, e2304294120 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.2304294120

[3] Steven Weinberg. "Kenttien kvanttiteoria". Volume 2. Cambridge University Press. (1996).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9781139644174

[4] István Montvay ja Gernot Münster. "Kvanttikentät hilassa". Cambridge University Press. (1994).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511470783

[5] S. Aoki, Y. Aoki, D. Bečirević, T. Blum, G. Colangelo, S. Collins, M. Della Morte, P. Dimopoulos, S. Dürr, H. Fukaya, M. Golterman, Steven Gottlieb, R. Gupta, S. Hashimoto, UM Heller, G. Herdoiza, R. Horsley, A. Jüttner, T. Kaneko, CJD Lin, E. Lunghi, R. Mawhinney, A. Nicholson, T. Onogi, C. Pena, A. Portelli, A. Ramos, SR Sharpe, JN Simone, S. Simula, R. Sommer, R. Van de Water, A. Vladikas, U. Wenger ja H. Wittig. "Lippuarvostelu 2019". The European Physical Journal C 80, 113 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1140/​epjc/​s10052-019-7354-7

[6] Matthias Troyer ja Uwe-Jens Wiese. "Laskennallinen monimutkaisuus ja perustavanlaatuiset rajoitukset fermionisille kvantti-monte carlo -simulaatioille". Phys. Rev. Lett. 94, 170201 2005 (XNUMX).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.94.170201

[7] N. Brambilla, S. Eidelman, P. Foka, S. Gardner, AS Kronfeld, MG Alford, R. Alkofer, M. Butenschoen, TD Cohen, J. Erdmenger, L. Fabbietti, M. Faber, JL Goity, B. Ketzer, HW Lin, FJ Llanes-Estrada, HB Meyer, P. Pakhlov, E. Pallante, MI Polikarpov, H. Sazdjian, A. Schmitt, WM Snow, A. Vairo, R. Vogt, A. Vuorinen, H. Wittig , P. Arnold, P. Christakoglou, P. Di Nezza, Z. Fodor, X. Garcia i Tormo, R. Höllwieser, MA Janik, A. Kalweit, D. Keane, E. Kiritsis, A. Mischke, R. Mizuk , G. Odyniec, K. Papadodimas, A. Pich, R. Pittau, JW Qiu, G. Ricciardi, CA Salgado, K. Schwenzer, NG Stefanis, GM von Hippel ja VI Zakharov. "Qcd ja vahvasti kytketyt mittariteoriat: haasteita ja näkökulmia". The European Physical Journal C 74, 2981 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1140/​epjc/​s10052-014-2981-5

[8] Jürgen Berges, Michal P. Heller, Aleksas Mazeliauskas ja Raju Venugopalan. "Qcd-termosointi: Ab initio -lähestymistapoja ja tieteidenvälisiä yhteyksiä". Rev. Mod. Phys. 93, 035003 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.93.035003

[9] U.-J. Wiese. "Ultrakylmät kvanttikaasut ja hilajärjestelmät: hilamittariteorioiden kvanttisimulaatio". Annalen der Physik 525, 777–796 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1002 / andp.201300104

[10] Erez Zohar, J Ignacio Cirac ja Benni Reznik. "Kvanttisimulaatiot hilamittariteorioista käyttämällä ultrakylmiä atomeja optisissa hilassa". Reports on Progress in Physics 79, 014401 (2015).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0034-4885/​79/​1/​014401

[11] M. Dalmonte ja S. Montangero. "Hilamittarin teoriasimulaatiot kvanttiinformaation aikakaudella". Contemporary Physics 57, 388–412 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1080 / +00107514.2016.1151199

[12] Mari Carmen Bañuls, Rainer Blatt, Jacopo Catani, Alessio Celi, Juan Ignacio Cirac, Marcello Dalmonte, Leonardo Fallani, Karl Jansen, Maciej Lewenstein, Simone Montangero, Christine A. Muschik, Benni Reznik, Enrique Rico, Luca Tagliacozzo, Karel Van Acoleyen Frank Verstraete, Uwe-Jens Wiese, Matthew Wingate, Jakub Zakrzewski ja Peter Zoller. "Simuloidaan hilamittariteorioita kvanttiteknologioissa". The European Physical Journal D 74, 165 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1140 / epjd / e2020-100571-8

[13] Monika Aidelsburger, Luca Barbiero, Alejandro Bermudez, Titas Chanda, Alexandre Dauphin, Daniel González-Cuadra, Przemysław R. Grzybowski, Simon Hands, Fred Jendrzejewski, Johannes Jünemann, Gediminas Juzeliūnas, Valentin Kasper, Angelo Piga, Shite-RiJuzz Rani , Germán Sierra, Luca Tagliacozzo, Emanuele Tirrito, Torsten V. Zache, Jakub Zakrzewski, Erez Zohar ja Maciej Lewenstein. "Kylmät atomit kohtaavat hilamittarin teorian". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 380, 20210064 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rsta.2021.0064

[14] Erez Zohar. "Kvanttisimulaatio hilamittateorioista useammassa kuin yhdessä avaruusulottuvuuden suhteen – vaatimukset, haasteet ja menetelmät". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 380, 20210069 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rsta.2021.0069

[15] Alberto Di Meglio, Karl Jansen, Ivano Tavernelli, Constantia Alexandrou, Srinivasan Arunachalam, Christian W. Bauer, Kerstin Borras, Stefano Carrazza, Arianna Crippa, Vincent Croft, Roland de Putter, Andrea Delgado, Vedran Dunjko, Daniel J. Egger, Elias Fernandez -Combarro, Elina Fuchs, Lena Funcke, Daniel Gonzalez-Cuadra, Michele Grossi, Jad C. Halimeh, Zoe Holmes, Stefan Kuhn, Denis Lacroix, Randy Lewis, Donatella Lucchesi, Miriam Lucio Martinez, Federico Meloni, Antonio Mezzacapo, Simone Montangero Lento Nagano, Voica Radescu, Enrique Rico Ortega, Alessandro Roggero, Julian Schuhmacher, Joao Seixas, Pietro Silvi, Panagiotis Spentzouris, Francesco Tacchino, Kristan Temme, Koji Terashi, Jordi Tura, Cenk Tuysuz, Sofia Vallecorsa, Yoo Wiese, Uwe- ja Jinglei Zhang. “Kvanttilaskenta korkeaenergiseen fysiikkaan: huippua ja haasteita. yhteenveto qc4hep-työryhmästä” (2023). arXiv:2307.03236.
arXiv: 2307.03236

[16] Esteban A. Martinez, Christine A. Muschik, Philipp Schindler, Daniel Nigg, Alexander Erhard, Markus Heyl, Philipp Hauke, Marcello Dalmonte, Thomas Monz, Peter Zoller ja Rainer Blatt. "Hilamittariteorioiden reaaliaikainen dynamiikka muutaman kubitin kvanttitietokoneella". Nature 534, 516–519 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature18318

[17] Christian Schweizer, Fabian Grusdt, Moritz Berngruber, Luca Barbiero, Eugene Demler, Nathan Goldman, Immanuel Bloch ja Monika Aidelsburger. "Floquet-lähestymistapa $mathbb{Z}_2$ hilamittarin teorioihin ultrakylmien atomien kanssa optisissa hilassa". Nature Physics 15, 1168–1173 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-019-0649-7

[18] C. Kokail, C. Maier, R. van Bijnen, T. Brydges, MK Joshi, P. Jurcevic, CA Muschik, P. Silvi, R. Blatt, CF Roos ja P. Zoller. "Hilamallien itsevarmoiva variaatiokvanttisimulaatio". Nature 569, 355–360 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-019-1177-4

[19] Alexander Mil, Torsten V. Zache, Apoorva Hegde, Andy Xia, Rohit P. Bhatt, Markus K. Oberthaler, Philipp Hauke, Jürgen Berges ja Fred Jendrzejewski. "Paikallisen u(1)-mittarin invarianssin skaalautuva toteutus kylmissä atomiseoksissa". Science 367, 1128–1130 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aaz5312

[20] Bing Yang, Hui Sun, Robert Ott, Han-Yi Wang, Torsten V. Zache, Jad C. Halimeh, Zhen-Sheng Yuan, Philipp Hauke ​​ja Jian-Wei Pan. Mittarin invarianssin havainnointi 71-paikan Bose-Hubbard-kvanttisimulaattorissa. Nature 587, 392–396 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-020-2910-8

[21] Zhao-Yu Zhou, Guo-Xian Su, Jad C. Halimeh, Robert Ott, Hui Sun, Philipp Hauke, Bing Yang, Zhen-Sheng Yuan, Jürgen Berges ja Jian-Wei Pan. "Mittateorian termisointidynamiikka kvanttisimulaattorissa". Science 377, 311–314 (2022).
https://​/​doi.org/​10.1126/​science.abl6277

[22] Nhung H. Nguyen, Minh C. Tran, Yingyue Zhu, Alaina M. Green, C. Huerta Alderete, Zohreh Davoudi ja Norbert M. Linke. "Schwinger-mallin digitaalinen kvanttisimulaatio ja symmetrian suojaus loukkuun jääneillä ioneilla". PRX Quantum 3, 020324 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.020324

[23] J. Ignacio Cirac ja Peter Zoller. "Kvanttisimuloinnin tavoitteet ja mahdollisuudet". Nature Physics 8, 264–266 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys2275

[24] I. M. Georgescu, S. Ashhab ja Franco Nori. "Kvanttisimulaatio". Rev. Mod. Phys. 86, 153–185 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.153

[25] Christian Gross ja Immanuel Bloch. "Kvanttisimulaatiot ultrakylmien atomien kanssa optisissa hilassa". Science 357, 995–1001 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aal3837

[26] Antoine Browaeys ja Thierry Lahaye. "Monen kehon fysiikka yksilöllisesti ohjatuilla Rydberg-atomeilla". Nature Physics 16, 132–142 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-019-0733-z

[27] R. Blatt ja CF Roos. "Kvanttisimulaatiot loukkuun jääneiden ionien kanssa". Nature Physics 8, 277–284 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys2252

[28] C. Monroe, WC Campbell, L.-M. Duan, Z.-X. Gong, AV Gorshkov, PW Hess, R. Islam, K. Kim, NM Linke, G. Pagano, P. Richerme, C. Senko ja NY Yao. "Ohjelmoitavat kvantisimulaatiot spin-järjestelmistä, joissa on loukkuun jääneitä ioneja". Rev. Mod. Phys. 93, 025001 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.93.025001

[29] Tim Byrnes ja Yoshihisa Yamamoto. "Simuloidaan hilamittariteoriat kvanttitietokoneella". Phys. Rev. A 73, 022328 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.73.022328

[30] Henry Lamm, Scott Lawrence ja Yukari Yamauchi. "Yleiset menetelmät mittariteorioiden digitaaliseen kvantisimulaatioon". Phys. Rev. D 100, 034518 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.100.034518

[31] Andrei Alexandru, Paulo F. Bedaque, Siddhartha Harmalkar, Henry Lamm, Scott Lawrence ja Neill C. Warrington. "Gluon-kentän digitalisointi kvanttitietokoneille". Phys. Rev. D 100, 114501 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.100.114501

[32] Yao Ji, Henry Lamm ja Shuchen Zhu. "Gluon-kentän digitalisointi kvanttitietokoneiden ryhmätilan desimaatiolla". Phys. Rev. D 102, 114513 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.102.114513

[33] Simon V. Mathis, Guglielmo Mazzola ja Ivano Tavernelli. "Kohti hilamittariteorioiden skaalattavia simulaatioita kvanttitietokoneilla". Phys. Rev. D 102, 094501 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.102.094501

[34] David B. Kaplan ja Jesse R. Stryker. "Gaussin laki, kaksinaisuus ja u(1)-hilamittariteorian Hamiltonin formulaatio". Phys. Rev. D 102, 094515 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.102.094515

[35] Richard C. Brower, David Berenstein ja Hiroki Kawai. "Lattice Gauge Theory for a Quantum Computer" (2020). arXiv:2002.10028.
arXiv: 2002.10028

[36] Alexander F. Shaw, Pavel Lougovski, Jesse R. Stryker ja Nathan Wiebe. "Kvanttialgoritmit hila-Schwinger-mallin simulointiin". Quantum 4, 306 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-08-10-306

[37] Natalie Klco, Martin J. Savage ja Jesse R. Stryker. "Su(2) ei-abelin mittakenttäteoria yhdessä ulottuvuudessa digitaalisissa kvanttitietokoneissa". Phys. Rev. D 101, 074512 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.101.074512

[38] Anthony Ciavarella, Natalie Klco ja Martin J. Savage. "Trailhead for kvanttimulaatio su(3) yang-mills lattice gauge teoriassa paikallisessa multiplettipohjassa". Phys. Rev. D 103, 094501 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.103.094501

[39] Andrei Alexandru, Paulo F. Bedaque, Ruairí Brett ja Henry Lamm. "Digitoidun qcd:n spektri: Liimapallot $s(1080)$-mittariteoriassa". Phys. Rev. D 105, 114508 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.105.114508

[40] Jan F. Haase, Luca Dellantonio, Alessio Celi, Danny Paulson, Angus Kan, Karl Jansen ja Christine A. Muschik. "Resurssitehokas lähestymistapa hiukkasfysiikan mittariteorioiden kvantti- ja klassisiin simulaatioihin". Quantum 5, 393 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-02-04-393

[41] Christian W. Bauer ja Dorota M. Grabowska. "Tehokas esitys digitaalisten kvanttitietokoneiden U(1)-mittariteorioiden simulointiin kaikilla kytkennän arvoilla" (2021). arXiv:2111.08015.
arXiv: 2111.08015

[42] Angus Kan ja Yunseong Nam. Hilakvanttikromodynamiikka ja elektrodynamiikka universaalissa kvanttitietokoneessa (2021). arXiv:2107.12769.
arXiv: 2107.12769

[43] Zohreh Davoudi, Indrakshi Raychowdhury ja Andrew Shaw. "Etsi tehokkaita formulaatioita ei-Abelin hilateorioiden hamiltonin simulointiin". Phys. Rev. D 104, 074505 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.104.074505

[44] Natalie Klco, Alessandro Roggero ja Martin J Savage. "Vakiomallifysiikka ja digitaalinen kvanttivallankumous: ajatuksia käyttöliittymästä". Reports on Progress in Physics 85, 064301 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1361-6633/​ac58a4

[45] Christine Muschik, Markus Heyl, Esteban Martinez, Thomas Monz, Philipp Schindler, Berit Vogell, Marcello Dalmonte, Philipp Hauke, Rainer Blatt ja Peter Zoller. "U(1) Wilsonin hilamittariteoriat digitaalisissa kvanttisimulaattoreissa". New Journal of Physics 19, 103020 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aa89ab

[46] Danny Paulson, Luca Dellantonio, Jan F. Haase, Alessio Celi, Angus Kan, Andrew Jena, Christian Kokail, Rick van Bijnen, Karl Jansen, Peter Zoller ja Christine A. Muschik. "2d-efektien simulointi hilamittariteorioissa kvanttitietokoneella". PRX Quantum 2, 030334 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.030334

[47] Zohreh Davoudi, Norbert M. Linke ja Guido Pagano. "Kohti kvanttikenttäteorioiden simulointia hallitulla fononi-ionidynamiikalla: hybridi analoginen-digitaalinen lähestymistapa". Phys. Rev. Research 3, 043072 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.043072

[48] L. Tagliacozzo, A. Celi, P. Orland, MW Mitchell ja M. Lewenstein. "Ei-Abelin mittariteorioiden simulointi optisilla hilailla". Nature Communications 4, 2615 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms3615

[49] L. Tagliacozzo, A. Celi, A. Zamora ja M. Lewenstein. "Optiset Abelin hilan mittarin teoriat". Annals of Physics 330, 160–191 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.aop.2012.11.009

[50] Erez Zohar, Alessandro Farace, Benni Reznik ja J. Ignacio Cirac. "$mathbb{Z}_{2}$ hilateorioiden digitaalinen kvanttisimulaatio dynaamisella fermionisella aineella". Phys. Rev. Lett. 118, 070501 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.070501

[51] Erez Zohar, Alessandro Farace, Benni Reznik ja J. Ignacio Cirac. "Digital hilamittariteoriat". Phys. Rev. A 95, 023604 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.023604

[52] Julian Bender, Erez Zohar, Alessandro Farace ja J Ignacio Cirac. "Digitaalinen kvanttisimulaatio hilamittateorioista kolmessa tilaulotteessa". New Journal of Physics 20, 093001 (2018).
https://​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​aadb71

[53] A. Mezzacapo, E. Rico, C. Sabín, IL Egusquiza, L. Lamata ja E. Solano. "Ei-abelin su(2) hilamittariteoriat suprajohtavissa piireissä". Phys. Rev. Lett. 115, 240502 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.240502

[54] N. Klco, EF Dumitrescu, AJ McCaskey, TD Morris, RC Pooser, M. Sanz, E. Solano, P. Lougovski ja MJ Savage. "Schwinger-mallin dynamiikan kvanttiklassinen laskenta kvanttitietokoneilla". Phys. Rev. A 98, 032331 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.032331

[55] Yasar Y. Atas, Jinglei Zhang, Randy Lewis, Amin Jahanpour, Jan F. Haase ja Christine A. Muschik. "Su(2) hadronit kvanttitietokoneella variaatiolähestymistavan avulla". Nature Communications 12, 6499 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-021-26825-4

[56] Tsafrir Armon, Shachar Ashkenazi, Gerardo García-Moreno, Alejandro González-Tudela ja Erez Zohar. "Photonivälitteinen stroboskooppinen kvanttisimulaatio $mathbb{Z}_{2}$ hilamittarin teoriasta". Phys. Rev. Lett. 127, 250501 2021 (XNUMX).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.250501

[57] John Preskill. "Kvanttilaskenta NISQ-aikakaudella ja sen jälkeen". Quantum 2, 79 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2018-08-06-79

[58] Andrew J. Daley, Immanuel Bloch, Christian Kokail, Stuart Flannigan, Natalie Pearson, Matthias Troyer ja Peter Zoller. "Käytännön kvanttietu kvanttisimulaatiossa". Nature 607, 667–676 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-022-04940-6

[59] Sepehr Ebadi, Tout T. Wang, Harry Levine, Alexander Keesling, Giulia Semeghini, Ahmed Omran, Dolev Bluvstein, Rhine Samajdar, Hannes Pichler, Wen Wei Ho, Soonwon Choi, Subir Sachdev, Markus Greiner, Vladan Vuletić ja Mikhail Lukin. . "Aineen kvanttifaasit 256 atomin ohjelmoitavassa kvantisimulaattorissa". Nature 595, 227–232 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-021-03582-4

[60] Pascal Scholl, Michael Schuler, Hannah J. Williams, Alexander A. Eberharter, Daniel Barredo, Kai-Niklas Schymik, Vincent Lienhard, Louis-Paul Henry, Thomas C. Lang, Thierry Lahaye, Andreas M. Läuchli ja Antoine Browaeys. "Kvanttisimulaatio 2d-antiferromagneeteista, joissa on satoja Rydberg-atomeja". Nature 595, 233–238 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-021-03585-1

[61] Adam M. Kaufman ja Kang-Kuen Ni. "Kvanttitiede ultrakylmien atomien ja molekyylien optisilla pinsettiryhmillä". Nature Physics 17, 1324–1333 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-021-01357-2

[62] M Saffman. "Kvanttilaskenta atomikubittien ja Rydberg-vuorovaikutusten kanssa: edistystä ja haasteita". Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics 49, 202001 (2016).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0953-4075/​49/​20/​202001

[63] Harry Levine, Alexander Keesling, Giulia Semeghini, Ahmed Omran, Tout T. Wang, Sepehr Ebadi, Hannes Bernien, Markus Greiner, Vladan Vuletić, Hannes Pichler ja Mikhail D. Lukin. "Rinnakkaistoteutus korkean tarkkuuden multiqubit-porteista neutraaleilla atomeilla". Phys. Rev. Lett. 123, 170503 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.170503

[64] Loïc Henriet, Lucas Beguin, Adrien Signoles, Thierry Lahaye, Antoine Browaeys, Georges-Olivier Reymond ja Christophe Jurczak. "Kvanttilaskenta neutraaleilla atomeilla". Quantum 4, 327 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-09-21-327

[65] Ivaylo S. Madjarov, Jacob P. Covey, Adam L. Shaw, Joonhee Choi, Anant Kale, Alexandre Cooper, Hannes Pichler, Vladimir Schkolnik, Jason R. Williams ja Manuel Endres. "High-fidelity takertuminen ja maa-alkali-rydberg-atomien havaitseminen". Nature Physics 16, 857–861 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-020-0903-z

[66] Sam R. Cohen ja Jeff D. Thompson. "Kvanttilaskenta ympyrän muotoisilla Rydberg-atomeilla". PRX Quantum 2, 030322 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.030322

[67] Dolev Bluvstein, Harry Levine, Giulia Semeghini, Tout T. Wang, Sepehr Ebadi, Marcin Kalinowski, Alexander Keesling, Nishad Maskara, Hannes Pichler, Markus Greiner, Vladan Vuletić ja Mikhail D. Lukin. "Kvanttiprosessori, joka perustuu sotkeutuneiden atomiryhmien koherenttiin kuljetukseen". Nature 604, 451–456 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-022-04592-6

[68] Andrew J. Daley, Martin M. Boyd, Jun Ye ja Peter Zoller. "Kvanttilaskenta maa-alkalimetalliatomeilla". Phys. Rev. Lett. 101, 170504 2008 (XNUMX).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.170504

[69] John Kogut ja Leonard Susskind. "Hamiltonin formulaatio Wilsonin hilamittariteorioista". Phys. Rev. D 11, 395–408 (1975).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.11.395

[70] Alexandre Cooper, Jacob P. Covey, Ivaylo S. Madjarov, Sergey G. Porsev, Marianna S. Safronova ja Manuel Endres. "Maa-alkaliatomit optisissa pinseteissä". Phys. Rev. X 8, 041055 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.041055

[71] Jacob P. Covey, Ivaylo S. Madjarov, Alexandre Cooper ja Manuel Endres. "2000 kertaa toistuva strontiumatomien kuvantaminen kellotaikaisissa pinsettiryhmissä". Phys. Rev. Lett. 122, 173201 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.173201

[72] Kevin Singh, Shraddha Anand, Andrew Pocklington, Jordan T. Kemp ja Hannes Bernien. "Kaksielementti, kaksiulotteinen atomiryhmä jatkuvalla toiminnalla". Phys. Rev. X 12, 011040 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.12.011040

[73] Paolo Zanardi ja Mario Rasetti. "Holonominen kvanttilaskenta". Physics Letters A 264, 94–99 (1999).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0375-9601(99)00803-8

[74] Benjamin M. Spar, Elmer Guardado-Sanchez, Sungjae Chi, Zoe Z. Yan ja Waseem S. Bakr. "Fermi-Hubbard-optisen pinsettiryhmän toteuttaminen". Phys. Rev. Lett. 128, 223202 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.223202

[75] Zoe Z. Yan, Benjamin M. Spar, Max L. Prichard, Sungjae Chi, Hao-Tian Wei, Eduardo Ibarra-García-Padilla, Kaden RA Hazzard ja Waseem S. Bakr. "Kaksiulotteiset ohjelmoitavat fermionien pinsettiryhmät". Phys. Rev. Lett. 129, 123201 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.129.123201

[76] Simon Murmann, Andrea Bergschneider, Vincent M. Klinkhamer, Gerhard Zürn, Thomas Lompe ja Selim Jochim. "Kaksi fermionia kaksoiskaivossa: Hubbard-mallin perusrakennuspalikka tutkiminen". Phys. Rev. Lett. 114, 080402 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.080402

[77] Andrea Bergschneider, Vincent M. Klinkhamer, Jan Hendrik Becher, Ralf Klemt, Lukas Palm, Gerhard Zürn, Selim Jochim ja Philipp M. Preiss. "Kahden hiukkasen kietoutumisen kokeellinen karakterisointi aseman ja liikemäärän korrelaatioiden avulla". Nature Physics 15, 640–644 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-019-0508-6

[78] JH Becher, E. Sindici, R. Klemt, S. Jochim, AJ Daley ja PM Preiss. "Identtisten hiukkasten takertumisen ja antisymmetrisyyden vaikutuksen mittaaminen". Phys. Rev. Lett. 125, 180402 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.180402

[79] Aaron W. Young, William J. Eckner, Nathan Schine, Andrew M. Childs ja Adam M. Kaufman. "Piseteillä ohjelmoitavat 2d-kvanttikävelyt Hubbard-järjestelmän hilassa". Science 377, 885–889 (2022).
https://​/​doi.org/​10.1126/​science.abo0608

[80] D. Jaksch, H.-J. Briegel, JI Cirac, CW Gardiner ja P. Zoller. "Atomien kietoutuminen kylmäohjattujen törmäysten kautta". Phys. Rev. Lett. 82, 1975-1978 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.82.1975

[81] Olaf Mandel, Markus Greiner, Artur Widera, Tim Rom, Theodor W. Hänsch ja Immanuel Bloch. "Neutraalien atomien koherentti kuljetus spin-riippuvaisissa optisissa hilapotentiaalissa". Phys. Rev. Lett. 91, 010407 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.91.010407

[82] Olaf Mandel, Markus Greiner, Artur Widera, Tim Rom, Theodor W. Hänsch ja Immanuel Bloch. "Hallitut törmäykset optisesti loukkuun jääneiden atomien monihiukkasten sotkeutumiseen". Nature 425, 937–940 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature02008

[83] Noomen Belmechri, Leonid Förster, Wolfgang Alt, Artur Widera, Dieter Meschede ja Andrea Alberti. "Atomien liiketilojen mikroaaltosäätö spin-riippuvaisessa optisessa hilassa". Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics 46, 104006 (2013).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0953-4075/​46/​10/​104006

[84] Carsten Robens, Wolfgang Alt, Dieter Meschede, Clive Emary ja Andrea Alberti. "Ihanteeliset negatiiviset mittaukset kvanttikävelyissä kumoavat klassisiin liikeradoihin perustuvat teoriat." Phys. Rev. X 5, 011003 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.5.011003

[85] Manolo R. Lam, Natalie Peter, Thorsten Groh, Wolfgang Alt, Carsten Robens, Dieter Meschede, Antonio Negretti, Simone Montangero, Tommaso Calarco ja Andrea Alberti. "Kvanttibrakistokronien osoittaminen atomin kaukaisten tilojen välillä". Phys. Rev. X 11, 011035 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.011035

[86] Wei-Yong Zhang, Ming-Gen He, Hui Sun, Yong-Guang Zheng, Ying Liu, An Luo, Han-Yi Wang, Zi-Hang Zhu, Pei-Yue Qiu, Ying-Chao Shen, Xuan-Kai Wang, Wan Lin, Song-Tao Yu, Bin-Chen Li, Bo Xiao, Meng-Da Li, Yu-Meng Yang, Xiao Jiang, Han-Ning Dai, You Zhou, Xiongfeng Ma, Zhen-Sheng Yuan ja Jian-Wei Pan. "Skaalautuva moniosainen kietoutuminen, joka syntyy spinvaihdolla optisessa hilassa". Phys. Rev. Lett. 131, 073401 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.131.073401

[87] Immanuel Bloch. yksityinen viestintä (2023).

[88] N. Henkel, R. Nath ja T. Pohl. "Kolmiulotteiset rotoniviritteet ja superkiinteiden aineiden muodostuminen rydbergin viritetyissä bose-einstein-kondensaateissa". Phys. Rev. Lett. 104, 195302 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.195302

[89] X. Zhang, M. Bishof, SL Bromley, CV Kraus, MS Safronova, P. Zoller, AM Rey ja J. Ye. "Su($n$)-symmetristen vuorovaikutusten spektroskooppinen havainto sr-kiertoradan magnetismissa". Science 345, 1467–1473 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1254978

[90] A. Goban, RB Hutson, GE Marti, SL Campbell, MA Perlin, PS Julienne, JP D'Incao, AM Rey ja J. Ye. "Monikappaleiden vuorovaikutusten syntyminen fermionisessa hilakellossa". Nature 563, 369–373 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-018-0661-6

[91] Eduardo Fradkin ja Stephen H. Shenker. "Hilamittariteorioiden vaihekaaviot Higgs-kentillä". Phys. Rev. D 19, 3682–3697 (1979).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.19.3682

[92] Daniel González-Cuadra, Erez Zohar ja J Ignacio Cirac. "Abelin-Higgsin hilamittariteorian kvanttisimulaatio ultrakylmillä atomeilla". New Journal of Physics 19, 063038 (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​aa6f37

[93] Eduardo Fradkin. "Tihennetyn aineen fysiikan kenttäteoriat". Cambridge University Press. (2013). 2 painos.
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9781139015509

[94] FF Assaad ja Tarun Grover. "Yksinkertainen fermioninen malli rajatuista vaiheista ja faasisiirtymistä". Phys. Rev. X 6, 041049 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.6.041049

[95] Xiao-Gang Wen. "Kollokviumi: Aineen kvanttitopologisten vaiheiden eläintarha". Rev. Mod. Phys. 89, 041004 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.89.041004

[96] Daniel González-Cuadra, Luca Tagliacozzo, Maciej Lewenstein ja Alejandro Bermudez. "Järkeä topologinen järjestys fermionisissa $mathbb{Z}_{2}$-mittariteorioissa: Aharonov-bohmin epävakaudesta solitonin aiheuttamaan dekonfinementtiin". Phys. Rev. X 10, 041007 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.10.041007

[97] Umberto Borla, Bhilahari Jeevanesan, Frank Pollmann ja Sergej Moroz. "Kaksiulotteisen $mathbb{Z}_{2}$ mittateorian kvanttifaasit yhdistettynä yksikomponenttiseen fermioniaineeseen". Phys. Rev. B 105, 075132 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.105.075132

[98] Thomas Iadecola ja Michael Schecter. "Kvantti-monen kehon arpitilat, joissa on esiin tulevia kineettisiä rajoituksia ja rajallisen kietoutumisen herätyksiä". Phys. Rev. B 101, 024306 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.101.024306

[99] Adith Sai Aramthottil, Utso Bhattacharya, Daniel González-Cuadra, Maciej Lewenstein, Luca Barbiero ja Jakub Zakrzewski. "Arpitilat rajatuissa $mathbb{Z}_{2}$ hilateorioissa". Phys. Rev. B 106, L041101 (2022).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevB.106.L041101

[100] Jad C. Halimeh, Luca Barbiero, Philipp Hauke, Fabian Grusdt ja Annabelle Bohrdt. "Järkeät kvanttimonen kehon arvet hilamittariteorioissa". Quantum 7, 1004 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2023-05-15-1004

[101] F. Hebenstreit, J. Berges ja D. Gelfand. "Reaaliaikainen merkkijonojen katkeamisen dynamiikka". Phys. Rev. Lett. 111, 201601 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.201601

[102] D. Petcher ja DH Weingarten. "Monte Ć arlo -laskelmat ja vaiherakenteen malli mittariteorioiden su(2) diskreeteille alaryhmille". Phys. Rev. D 22, 2465–2477 (1980).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.22.2465

[103] CJ Hamer. "Su(2) yang-myllyjen teorian hilamallilaskelmat 1 + 1-mitoissa". Nuclear Physics B 121, 159-175 (1977).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0550-3213(77)90334-0

[104] Henry Lamm, Scott Lawrence ja Yukari Yamauchi. "Partonin fysiikka kvanttitietokoneella". Phys. Rev. Res. 2, 013272 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.013272

[105] Jian Liang, Terrence Draper, Keh-Fei Liu, Alexander Rothkopf ja Yi-Bo Yang. "Kohti nukleonihadronitensoria hilasta qcd". Phys. Rev. D 101, 114503 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.101.114503

[106] Torsten V. Zache, Daniel González-Cuadra ja Peter Zoller. "Kvantti- ja klassiset spinverkkoalgoritmit $q$-deformoituneille kogut-susskind-mittariteorioille" (2023). arXiv:2304.02527.
arXiv: 2304.02527

Viitattu

[1] Alberto Di Meglio, Karl Jansen, Ivano Tavernelli, Constantia Alexandrou, Srinivasan Arunachalam, Christian W. Bauer, Kerstin Borras, Stefano Carrazza, Arianna Crippa, Vincent Croft, Roland de Putter, Andrea Delgado, Vedran Dunjko, Daniel J. Egger , Elias Fernandez-Combarro, Elina Fuchs, Lena Funcke, Daniel Gonzalez-Cuadra, Michele Grossi, Jad C. Halimeh, Zoe Holmes, Stefan Kuhn, Denis Lacroix, Randy Lewis, Donatella Lucchesi, Miriam Lucio Martinez, Federico Meloni, Antonio Mezzacapo Simone Montangero, Lento Nagano, Voica Radescu, Enrique Rico Ortega, Alessandro Roggero, Julian Schuhmacher, Joao Seixas, Pietro Silvi, Panagiotis Spentzouris, Francesco Tacchino, Kristan Temme, Koji Terashi, Jordi Tura, Cenk Tuysuz, Sofia Valle-J. , Shinjae Yoo ja Jinglei Zhang, "Kvanttilaskenta korkean energian fysiikkaan: tekniikan taso ja haasteet. QC4HEP-työryhmän yhteenveto", arXiv: 2307.03236, (2023).

[2] Sivaprasad Omanakuttan, Anupam Mitra, Eric J. Meier, Michael J. Martin ja Ivan H Deutsch, "Qudit-entanglers using quantum optimal control", arXiv: 2212.08799, (2022).

[3] Qingyu Li, Chiranjib Mukhopadhyay ja Abolfazl Bayat, "Fermionic Simulators for Enhanced Scalability of Variational Quantum Simulation", arXiv: 2306.14842, (2023).

[4] Sivaprasad Omanakuttan ja TJ Volkoff, "Spin-squeezed Gottesman-Kitaev-Preskill koodit kvanttivirheen korjaukseen atomikokonaisuuksissa", Fyysinen arvio A 108 2, 022428 (2023).

[5] Marc Illa, Caroline EP Robin ja Martin J. Savage, "Quantum Simulations of SO(5) Many-Fermion Systems using Qudits", arXiv: 2305.11941, (2023).

[6] D. González-Cuadra, D. Bluvstein, M. Kalinowski, R. Kaubruegger, N. Maskara, P. Naldesi, TV Zache, AM Kaufman, tohtori Lukin, H. Pichler, B. Vermersch, Jun Ye ja P. Zoller, "Fermioninen kvanttikäsittely ohjelmoitavilla neutraaliatomimatriiseilla", Proceedings of the National Academy of Science 120 35, e2304294120 (2023).

[7] Jacob Bringewatt, Jonathan Kunjummen ja Niklas Mueller, "Satunnaistetut mittausprotokollat ​​hilamittariteorioihin", arXiv: 2303.15519, (2023).

[8] Urban FP Seifert ja Sergej Moroz, "Wegnerin Ising-mittari pyörii Kitaevin Majorana-partoneja vastaan: kartoitus ja soveltaminen anisotrooppiseen rajoitukseen spin-orbitaalisissa nesteissä", arXiv: 2306.09405, (2023).

[9] Anthony N. Ciavarella, "Quantum Simulation of Lattice QCD with Improved Hamiltonians", arXiv: 2307.05593, (2023).

[10] Pavel P. Popov, Michael Meth, Maciej Lewenstein, Philipp Hauke, Martin Ringbauer, Erez Zohar ja Valentin Kasper, "Variational quantum simulation of U(1) lattice gauge theoryes with qudit systems" arXiv: 2307.15173, (2023).

Yllä olevat sitaatit ovat peräisin SAO: n ja NASA: n mainokset (viimeksi päivitetty onnistuneesti 2023-10-18 13:44:06). Lista voi olla puutteellinen, koska kaikki julkaisijat eivät tarjoa sopivia ja täydellisiä viittaustietoja.

On Crossrefin siteerattu palvelu tietoja teosten viittaamisesta ei löytynyt (viimeinen yritys 2023-10-18 13:44:04).

Tämä kirja on julkaistu Quantum - lehdessä Creative Commons Nimeäminen 4.0 Kansainvälinen (CC BY 4.0) lisenssin. Tekijänoikeudet säilyvät alkuperäisillä tekijänoikeuksien haltijoilla, kuten tekijöillä tai heidän instituutioillaan.

Aikaleima:

Lisää aiheesta Quantum Journal