論文の概要: Optimal light cone and digital quantum simulation of interacting bosons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.14736v2
- Date: Tue, 8 Nov 2022 02:21:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-07 07:28:33.764349
- Title: Optimal light cone and digital quantum simulation of interacting bosons
- Title(参考訳): 相互作用するボソンの最適光円錐とディジタル量子シミュレーション
- Authors: Tomotaka Kuwahara, Tan Van Vu, and Keiji Saito
- Abstract要約: 本研究は、相互作用するボソンにおける情報伝達を制限するための最適光円錐を明らかにする。
ボソンの連立速度が有限であることが証明され,各部位におけるボソン数切り離しの誤差が保証される。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The speed limit of information propagation is one of the most fundamental
features in non-equilibrium physics. The region of information propagation by
finite-time dynamics is approximately restricted inside the effective light
cone that is formulated by the Lieb-Robinson bound. To date, extensive studies
have been conducted to identify the shape of effective light cones in most
experimentally relevant many-body systems. However, the Lieb-Robinson bound in
the interacting boson systems, one of the most ubiquitous quantum systems in
nature, has remained a critical open problem for a long time. This study
reveals an optimal light cone to limit the information propagation in
interacting bosons, where the shape of the effective light cone depends on the
spatial dimension. To achieve it, we prove that the speed for bosons to clump
together is finite, which in turn leads to the error guarantee of the boson
number truncation at each site. Furthermore, we applied the method to provide a
provably efficient algorithm for simulating the interacting boson systems. The
results of this study settle the notoriously challenging problem and provide
the foundation for elucidating the complexity of many-body boson systems.
- Abstract(参考訳): 情報伝播の速度制限は、非平衡物理学における最も基本的な特徴の1つである。
有限時間ダイナミクスによる情報伝達の領域は、リーブ・ロビンソン境界によって定式化された有効光円錐の内部でほぼ制限される。
これまで、多くの実験的な多体系において、有効光円錐の形状を特定するために広範な研究がなされてきた。
しかし、相互作用するボソン系(自然界で最もユビキタスな量子系の一つ)のリーブ・ロビンソンは、長い間、重要なオープン問題のままである。
本研究は,有効光円錐の形状が空間次元に依存するボソン間相互作用における情報伝搬を制限するための最適光円錐を明らかにする。
これを実現するために,各サイトにおけるボソン数切り欠きの誤差の保証を導くため,ボソン数切り欠きの速度は有限であることが証明された。
さらに,本手法を適用し,相互作用するボソン系をシミュレーションする効率の良いアルゴリズムを提案する。
本研究の結果は, 難解な問題を解決し, 多体ボソンシステムの複雑さを解明するための基礎となるものである。
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