論文の概要: Observing the fate of the false vacuum with a quantum laboratory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.06003v1
- Date: Wed, 10 Jun 2020 18:00:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-16 02:40:02.886348
- Title: Observing the fate of the false vacuum with a quantum laboratory
- Title（参考訳）: 量子実験室による偽真空の運命の観測
- Authors: Steven Abel and Michael Spannowsky
- Abstract要約: 量子場理論の動的過程を実験的に観察・研究するための量子実験室を設計・実装する。
自由に選択された量子場理論において、インスタントン過程を実験的に測定できるのは、これが初めてである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We design and implement a quantum laboratory to experimentally observe and
study dynamical processes of quantum field theories. Our approach encodes the
field theory as an Ising model, which is then solved by a quantum annealer. As
a proof-of-concept, we encode a scalar field theory and measure the probability
for it to tunnel from the false to the true vacuum for various tunnelling
times, vacuum displacements and potential profiles. The results are in accord
with those predicted theoretically, showing that a quantum annealer is a
genuine quantum system that can be used as a quantum laboratory. This is the
first time it has been possible to experimentally measure instanton processes
in a freely chosen quantum field theory. This novel and flexible method to
study the dynamics of quantum systems can be applied to any field theory of
interest. Experimental measurements of the dynamical behaviour of field
theories are independent of theoretical calculations and can be used to infer
their properties without being limited by the availability of suitable
perturbative or nonperturbative computational methods. In the near future,
measurements in such a quantum laboratory could therefore be used to improve
theoretical and computational methods conceptually and may enable the
measurement and detailed study of previously unobserved quantum phenomena.
- Abstract（参考訳）: 量子場理論の力学過程を実験的に観察し研究するための量子実験室を設計・実装する。
我々のアプローチは、場の理論をイジングモデルとしてエンコードし、量子アニールにより解かれる。
概念の証明として、スカラー場理論を符号化し、様々なトンネル時間、真空変位、ポテンシャルプロファイルにおいて偽真空から真真空へのトンネルの確率を測定する。
結果は理論上予測されたものと一致し、量子アニールが真の量子系であり、量子実験室として使用できることを示した。
自由選択量子場理論においてインスタントン過程を実験的に測定できるのはこれが初めてである。
量子系のダイナミクスを研究するこの新で柔軟な方法は、任意の場の理論に適用することができる。
場の理論の動的挙動の実験的測定は理論計算とは無関係であり、適切な摂動的あるいは非摂動的計算法によって制限されることなく、それらの性質を推測することができる。
近い将来、そのような量子実験室における測定は理論的および計算的手法を概念的に改善し、これまで観測されていなかった量子現象の測定と詳細な研究を可能にする可能性がある。
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