論文の概要: Collisions of false-vacuum bubble walls in a quantum spin chain
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.07243v2
- Date: Tue, 9 Mar 2021 04:49:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-20 21:31:45.429461
- Title: Collisions of false-vacuum bubble walls in a quantum spin chain
- Title（参考訳）: 量子スピンチェーンにおける偽真空気泡壁の衝突
- Authors: Ashley Milsted, Junyu Liu, John Preskill, and Guifre Vidal
- Abstract要約: 臨界に近い量子スピンチェーンにおける「偽真空」の小さな気泡のダイナミクスについて研究する。
これらの低エネルギー・少数粒子現象を適度な資源でシミュレートしたが,エネルギーとの絡み合いの顕著な成長が観察された。
1+1次元のkink-antikink散乱は、比較的近い量子デバイスに対する指導的ベンチマーク問題であると予想する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.858783038624031
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study the real-time dynamics of a small bubble of "false vacuum" in a
quantum spin chain near criticality, where the low-energy physics is described
by a relativistic (1+1)-dimensional quantum field theory. Such a bubble can be
thought of as a confined kink-antikink pair (a meson). We carefully construct
bubbles so that particle production does not occur until the walls collide. To
achieve this in the presence of strong correlations, we extend a Matrix Product
State (MPS) ansatz for quasiparticle wavepackets [Van Damme et al.,
arXiv:1907.02474 (2019)] to the case of confined, topological quasiparticles.
By choosing the wavepacket width and the bubble size appropriately, we avoid
strong lattice effects and observe relativistic kink-antikink collisions. We
use the MPS quasiparticle ansatz to detect scattering outcomes: In the Ising
model, with transverse and longitudinal fields, we do not observe particle
production despite nonintegrability (supporting recent observations of
nonthermalizing mesonic states). With additional interactions, we see
production of confined and unconfined particle pairs. Although we simulated
these low-energy, few-particle events with moderate resources, we observe
significant growth of entanglement with energy and with the number of
collisions, suggesting that increasing either will ultimately exhaust our
methods. Quantum devices, in contrast, are not limited by entanglement
production, and promise to allow us to go far beyond classical methods. We
anticipate that kink-antikink scattering in 1+1 dimensions will be an
instructive benchmark problem for relatively near-term quantum devices.
- Abstract（参考訳）: 低エネルギー物理学が相対論的(1+1)次元の量子場理論によって記述される臨界点近傍の量子スピンチェーンにおける「false vacuum」の小さな気泡のリアルタイムダイナミクスについて研究する。
そのような気泡は閉じ込められたキンク・アンチキンク対(中間子)と考えることができる。
壁が衝突するまで粒子生成が起こらないよう, 気泡を慎重に構築する。
強相関の存在下でこれを達成するために、準粒子波束 [van damme et al., arxiv: 1907.02474 (2019)] に対する行列積状態 (mps) ansatz を閉じ込められた位相準粒子の場合まで拡張する。
ウェーブパック幅と気泡径を適切に選択することにより,強い格子効果を回避し,相対論的キンク・アンチキンク衝突を観測する。
mps準粒子アンサッツを用いて散乱結果を検出する: イジングモデルでは、横および縦の場を持つ場合、非可積分性にもかかわらず粒子生成は観測されない(非熱的メソニック状態の最近の観測を支持している)。
さらなる相互作用により、閉じ込められた粒子対と密着していない粒子対の生成が見られる。
これらの低エネルギー・少粒子の事象を適度な資源でシミュレートしたが、エネルギーと衝突の数でかなりの増加が観察され、いずれの増加も最終的に我々の手法を消耗させることが示唆された。
対照的に量子デバイスは、絡み合い生成によって制限されることはなく、古典的手法をはるかに超えることを約束します。
1+1次元のkink-antikink散乱は、比較的短期的な量子デバイスに対する指導的ベンチマーク問題であると予想する。
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