用于用物质模拟晶格规范理论的 Fermion-qudit 量子处理器

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托斯顿·V·扎赫^1,2,3, 丹尼尔·冈萨雷斯-夸德拉^1,2,3和彼得·佐勒^1,2

¹因斯布鲁克大学理论物理研究所，6020 因斯布鲁克，奥地利
²奥地利科学院量子光学和量子信息研究所，6020 因斯布鲁克，奥地利
³这些作者同等贡献这项工作。

抽象

模拟粒子物理标准模型基础的晶格规范理论的实时动力学是一个众所周知的难题，量子模拟器可以提供比经典方法更实际的优势。在这项工作中，我们提出了一个完整的基于里德堡的架构，共同设计用于以硬件高效的方式数字模拟与物质场耦合的通用规范理论的动力学。参考号[1] 展示了与标准的基于量子位的量子计算机相比，qudit 处理器如何显着减少所需的模拟资源，其中非阿贝尔规范场进行本地编码并随时间演化。在这里，我们将后者与最近推出的费米子量子处理器集成[2]，其中费米子统计在硬件层面进行考虑，使我们能够构建保留规范-物质相互作用的局部性的量子电路。我们通过关注两种典型的高能现象来举例说明这种费米子量子处理器的灵活性。首先，我们提出了一种资源高效的协议来模拟阿贝尔-希格斯模型，可以研究限制和弦断裂的动态。然后，我们展示了如何制备由非阿贝尔规范场束缚的费米子物质成分组成的强子，并展示如何提取相应的强子张量。在这两种情况下，我们都会估计所需的资源，展示如何使用量子设备来计算粒子物理学中与实验相关的量。

Fermion-qudit 量子处理器，用于使用物质柏拉图区块链数据智能模拟晶格规范理论。垂直搜索。人工智能。

►BibTeX数据

@article{Zache2023fermionquditquantum，doi = {10.22331/q-2023-10-16-1140}，url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-10-16-1140}，标题= {Fermion- qudit 量子处理器，用于用物质模拟晶格规范理论}，作者 = {Zache, Torsten V. 和 Gonz{'{a}}lez-Cuadra, Daniel 和 Zoller, Peter}，期刊 = {{Quantum}}，issn = { 2521-327X}，出版商 = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}，卷 = {7}，页数 = {1140}，月份 = 2023 月，年份 = {XNUMX} }

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