論文の概要: Gauge protection in non-Abelian lattice gauge theories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.09032v1
- Date: Wed, 16 Jun 2021 18:00:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-26 12:58:38.353932
- Title: Gauge protection in non-Abelian lattice gauge theories
- Title（参考訳）: 非アベリア格子ゲージ理論におけるゲージ保護
- Authors: Jad C. Halimeh, Haifeng Lang, Philipp Hauke
- Abstract要約: 主な課題は、非アベリアゲージ理論におけるゲージ保護スキームの信頼性である。
ヒルベルト空間の目標ゲージセクターをエネルギー的に安定化させるゲージ保護項を用いる。
単一体保護項がゲージ違反を頑健に抑制し,到達可能な進化時間をすべて抑制する実験的なエラーを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Protection of gauge invariance in experimental realizations of lattice gauge
theories based on energy-penalty schemes has recently stimulated impressive
efforts both theoretically and in setups of quantum synthetic matter. A major
challenge is the reliability of such schemes in non-Abelian gauge theories
where local conservation laws do not commute. Here, we show through exact
diagonalization that non-Abelian gauge invariance can be reliably controlled
using gauge-protection terms that energetically stabilize the target gauge
sector in Hilbert space, suppressing gauge violations due to unitary
gauge-breaking errors. We present analytic arguments that predict a
volume-independent protection strength $V$, which when sufficiently large leads
to the emergence of an \textit{adjusted} gauge theory with the same local gauge
symmetry up to least a timescale $\propto\sqrt{V/V_0^3}$. Thereafter, a
\textit{renormalized} gauge theory dominates up to a timescale
$\propto\exp(V/V_0)/V_0$ with $V_0$ a volume-independent energy factor, similar
to the case of faulty Abelian gauge theories. Moreover, we show for certain
experimentally relevant errors that single-body protection terms robustly
suppress gauge violations up to all accessible evolution times in exact
diagonalization, and demonstrate that the adjusted gauge theory emerges in this
case as well. These single-body protection terms can be readily implemented
with fewer engineering requirements than the ideal gauge theory itself in
current ultracold-atom setups and NISQ devices.
- Abstract（参考訳）: エネルギー収支スキームに基づく格子ゲージ理論の実験的実現におけるゲージ不変性の保護は、近年、量子合成物質の理論的および構成的双方において印象的な努力を刺激している。
主な課題は、局所保存法則が通勤しない非アベリアゲージ理論におけるそのようなスキームの信頼性である。
ここで、非可換ゲージ不変性はヒルベルト空間における対象ゲージセクタをエネルギー的に安定化し、ユニタリゲージ破壊誤差によるゲージ違反を抑制するゲージ保護項を用いて確実に制御できることを示す。
体積非依存の保護強度を v$ で予測する解析的議論を行い、十分大きいと同じ局所ゲージ対称性を持つ \textit{adjusted} ゲージ理論が出現し、少なくとも時間スケール $\propto\sqrt{v/v_0^3}$ となる。
その後、 \textit{renormalized} ゲージ理論は、異常なアベリアゲージ理論と同様に、体積非依存のエネルギー係数を持つ時間スケール $\propto\exp(V/V_0)/V_0$ まで支配される。
さらに,一体保護項がゲージ違反を厳密な対角化においてロバストに抑制する実験的関連のある誤差を示し,この場合においても調整されたゲージ理論が出現することを示す。
これらの単体保護項は、現在の超原子配置やnisqデバイスにおいて、理想ゲージ理論自体よりも少ない工学的要件で容易に実装できる。
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