論文の概要: Probing confinement in a $\mathbb{Z}_2$ lattice gauge theory on a
quantum computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.08905v2
- Date: Sun, 28 Aug 2022 21:46:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-21 22:51:35.194565
- Title: Probing confinement in a $\mathbb{Z}_2$ lattice gauge theory on a
quantum computer
- Title（参考訳）: 量子コンピュータ上の$\mathbb{Z}_2$格子ゲージ理論における閉じ込めの証明
- Authors: Julius Mildenberger, Wojciech Mruczkiewicz, Jad C. Halimeh, Zhang
Jiang, Philipp Hauke
- Abstract要約: 格子ゲージ理論は荷電物質と電場を支配します
ここでは超伝導量子チップ上の$mathbbZ$ LGTの閉じ込めダイナミクスをシミュレートする。
電場のみに結合する項のチューニングは電荷を制限し、局所ゲージ制約が両方の間に生じるタイトな結合の顕在化である。
- 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: Digital quantum simulators provide a table-top platform for addressing
salient questions in particle and condensed-matter physics. A particularly
rewarding target is given by lattice gauge theories (LGTs). Their constituents,
e.g., charged matter and the electric gauge field, are governed by local gauge
constraints, which are highly challenging to engineer and which lead to
intriguing yet not fully understood features such as confinement of particles.
Here, we simulate confinement dynamics in a $\mathbb{Z}_2$ LGT on a
superconducting quantum chip. We synthesize the charge--gauge-field interaction
using only 6 native two-qubit gates, enabling us to reach simulation times of
up to 25 Trotter steps. We observe how tuning a term that couples only to the
electric field confines the charges, a manifestation of the tight bond that the
local gauge constraint generates between both. Moreover, we study a different
mechanism, where a modification of the gauge constraint from a $\mathbb{Z}_2$
to a $\mathrm{U}(1)$ symmetry freezes the system dynamics. Our work showcases
the dramatic restriction that the underlying gauge constraint imposes on the
dynamics of an LGT, it illustrates how gauge constraints can be modified and
protected, and it paves the way for studying other models governed by many-body
interactions.
- Abstract（参考訳）: デジタル量子シミュレーターは、粒子および凝縮物質物理学における健全な問題に対処するためのテーブルトッププラットフォームを提供する。
特に報奨対象は格子ゲージ理論(LGT)によって与えられる。
荷電物質や電場などのそれらの構成成分は、局所的なゲージの制約によって支配され、これは工学的には非常に困難であり、粒子の閉じ込めのような完全には理解されていない特徴を惹きつける。
ここでは超伝導量子チップ上の$\mathbb{z}_2$ lgtの閉じ込めダイナミクスをシミュレートする。
電荷-ゲージ-相互作用を6つのネイティブ2量子ゲートで合成し、最大25個のトロッターステップのシミュレーション時間を実現する。
電場にのみ結合する項のチューニングが電荷を制限し、局所ゲージ制約が両者の間に生み出すタイトな結合が現れることを観察する。
さらに, ゲージ制約を$\mathbb{z}_2$から$\mathrm{u}(1)$対称性に変更することで, 系の力学が凍結する, 異なる機構を考察する。
我々の研究は、基礎となるゲージ制約がlgtのダイナミクスに課す劇的な制限を示し、ゲージ制約がどのように修正され保護されるかを示し、多体相互作用によって支配される他のモデルを研究する方法を示している。
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