論文の概要: Effective light cone and digital quantum simulation of interacting bosons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.14736v3
• Date: Fri, 22 Mar 2024 14:57:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-26 00:08:10.387107
• Title: Effective light cone and digital quantum simulation of interacting bosons
• Title（参考訳）: 相互作用するボソンの有効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, 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に、強い有効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 a tight effective 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。 有限時間力学による情報伝達領域は、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にほぼ制限されている。 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的寸法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に,強い有効光円錐を明らかにした。 これを実現するために, ボソンの連立速度が有限であることを証明し, 各地点におけるボソン数トランケーションの誤差を保証した。 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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