論文の概要: $Ab\,initio$ derivation of lattice gauge theory dynamics for cold gases
in optical lattices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.03474v1
- Date: Mon, 9 Jan 2023 16:09:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-10 19:04:31.424660
- Title: $Ab\,initio$ derivation of lattice gauge theory dynamics for cold gases
in optical lattices
- Title（参考訳）: 光格子における冷気の格子ゲージ理論ダイナミクスのab\,initio$導出
- Authors: Federica Maria Surace, Pierre Fromholz, Nelson Darkwah Oppong,
Marcello Dalmonte, Monika Aidelsburger
- Abstract要約: 物質に結合したU$(1)$の格子ゲージ理論の量子シミュレーション法を提案する。
我々はアルカリ-アース(-様)原子種で利用できる長寿命の準安定時計状態を利用する現実的で堅牢な実装に焦点をあてる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We introduce a method for quantum simulation of U$(1)$ lattice gauge theories
coupled to matter, utilizing alkaline-earth(-like) atoms in state-dependent
optical lattices. The proposal enables the study of both gauge and
fermionic-matter fields without integrating out one of them in one and two
dimensions. We focus on a realistic and robust implementation that utilizes the
long-lived metastable clock state available in alkaline-earth(-like) atomic
species. Starting from an $ab\,initio$ modelling of the experimental setting,
we systematically carry out a derivation of the target U$(1)$ gauge theory.
This approach allows us to identify and address conceptual and practical
challenges for the implementation of lattice gauge theories that - while
pivotal for a successful implementation - have never been rigorously addressed
in the literature: those include the specific engineering of lattice potentials
to achieve the desired structure of Wannier functions, and the subtleties
involved in realizing the proper separation of energy scales to enable
gauge-invariant dynamics. We discuss realistic experiments that can be carried
out within such a platform using the fermionic isotope $^{173}$Yb, addressing
via simulations all key sources of imperfections, and provide concrete
parameter estimates for relevant energy scales in both one- and two-dimensional
settings.
- Abstract（参考訳）: 物質に結合したU$(1)$の格子ゲージ理論の量子シミュレーション法を提案する。
この提案により、ゲージ場とフェルミオンマター場の両方を1次元と2次元に積分することなく研究することができる。
我々は,アルカリ土類(様)原子種で利用可能な長寿命準安定時計状態を利用した,現実的でロバストな実装に着目する。
実験的な設定の$ab\,initio$モデリングから始まり、ターゲットU$(1)$ゲージ理論の導出を体系的に行う。
このアプローチにより、格子ゲージ理論の実装における概念的かつ実用的な挑戦を識別し、解決することができる: 実装の成功のために重要なものであるにもかかわらず、文献において厳密に扱われることはない: それらは、ワニエ関数の所望の構造を達成するための格子ポテンシャルの特定の工学と、ゲージ不変ダイナミクスを可能にするためのエネルギースケールの適切な分離を実現するのにかかわる微妙な点を含む。
我々は, フェルミイオン同位体$^{173}$ybを用いて, プラットフォーム内で実施可能な現実的な実験について検討し, シミュレーションにより不完全さのすべての主要な原因を解決し, 1次元と2次元の両方において関連するエネルギースケールの具体的なパラメータ推定を提供する。
関連論文リスト
- Implementation and characterization of the dice lattice in the electron quantum simulator [0.0]
調整可能なパラメータを用いたダイス格子の実験的実現について検討する。
ショックレー状態電子の高モビリティは、人工格子の正確な理論的記述を可能にする。
実験結果から,アハロノフ-ボームケージ機構にともなう高縮退エネルギーは,電子移動性に起因している可能性が示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-09T23:27:19Z) - Scalable, ab initio protocol for quantum simulating SU($N$)$\times$U(1) Lattice Gauge Theories [0.0]
本稿では,SU($N$)$times$U(1)格子ゲージ理論のスケーラブルな量子シミュレーションのためのプロトコルを提案する。
このプロトコルは天然に存在するSU($N$)擬スピン対称性と、そのような原子種に特有の強い軌道間相互作用の組み合わせを利用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-12T18:09:21Z) - Large-Scale $2+1$D $\mathrm{U}(1)$ Gauge Theory with Dynamical Matter in
a Cold-Atom Quantum Simulator [3.1192594881563127]
量子シミュレータ技術の主要な推進役は、高レベルの制御とチューニング性で合成量子物質のセットアップにおいて高エネルギー現象を観測することである。
本稿では、スピンレスボソンを持つ冷原子量子シミュレータにおいて、動的物質とゲージ場を持つ大規模2+1$D $mathrmU(1)$ゲージ理論を実験的に実現可能な実現法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-02T18:00:00Z) - Realistic scheme for quantum simulation of $\mathbb{Z}_2$ lattice gauge
theories with dynamical matter in $(2+1)$D [0.0]
本稿では,動的電荷を持つ$mathbbZ$ゲージ構造が実験的な時間スケールで現れる,Rydberg原子配列実験の現実的スキームを提案する。
実験的に最も有効な$mathbbZ$格子ゲージ理論の基底状態位相図と動的物質について論じる。
障害のない局所化のサインと2つの電荷の熱分解遷移を含む、即時関係のあるプローブを提示する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-17T18:00:00Z) - Accessing the topological Mott insulator in cold atom quantum simulators
with realistic Rydberg dressing [58.720142291102135]
本稿では, コールド・ライドバーグ型原子を用いた光学格子の量子シミュレーションの現実的シナリオについて検討する。
本研究では, 平均場近似において, 半次および非共役充填時の位相図の詳細な解析を行う。
さらに、平均場近似における温度に対する相の安定性について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-28T14:55:28Z) - Photon-mediated Stroboscopic Quantum Simulation of a $\mathbb{Z}_{2}$
Lattice Gauge Theory [58.720142291102135]
格子ゲージ理論(LGT)の量子シミュレーションは、非摂動粒子と凝縮物質物理学に取り組むことを目的としている。
現在の課題の1つは、量子シミュレーション装置に自然に含まれない4体(プラケット)相互作用が現れる1+1次元を超えることである。
原子物理学の最先端技術を用いて基底状態の調製とウィルソンループの測定方法を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-27T18:10:08Z) - QuTiP-BoFiN: A bosonic and fermionic numerical
hierarchical-equations-of-motion library with applications in
light-harvesting, quantum control, and single-molecule electronics [51.15339237964982]
階層運動方程式 (HEOM) は力学を解くための強力な正確な数値的手法である。
固体物理学、光学、単分子電子工学、生物物理学の問題に拡張され応用されている。
ボソニック環境とフェルミオン環境の両方にHEOMを実装した強力なQuTiPプラットフォームと統合したPythonの数値ライブラリを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-21T07:54:56Z) - Cold Atom Quantum Simulator for String and Hadron Dynamics in
Non-Abelian Lattice Gauge Theory [0.0]
スキームは、2状態の超低温フェルミオン系を1次元二部格子で実現することを要求している。
SU(2)格子ゲージ理論の新規ループ弦ハドロン形式に基づくこのシミュレーション手法は完全にSU(2)不変である。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-29T12:39:14Z) - Probing eigenstate thermalization in quantum simulators via
fluctuation-dissipation relations [77.34726150561087]
固有状態熱化仮説(ETH)は、閉量子多体系の平衡へのアプローチの普遍的なメカニズムを提供する。
本稿では, ゆらぎ・散逸関係の出現を観測し, 量子シミュレータのフルETHを探索する理論に依存しない経路を提案する。
我々の研究は、量子シミュレータにおける熱化を特徴づける理論に依存しない方法を示し、凝縮物質ポンプ-プローブ実験をシミュレーションする方法を舗装する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-20T18:00:02Z) - State preparation and measurement in a quantum simulation of the O(3)
sigma model [65.01359242860215]
我々は,非線型O(3)シグマモデルの固定点が,格子サイトあたり2キュービットしか持たないスピンモデルの量子相転移付近で再現可能であることを示す。
本稿では,弱い結合状態と量子臨界状態の両方において,断熱的基底状態の準備が複雑になる結果を得るためにトロッター法を適用した。
非単位ランダム化シミュレーション法に基づく量子アルゴリズムの提案と解析を行う。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-28T23:44:12Z) - Method of spectral Green functions in driven open quantum dynamics [77.34726150561087]
オープン量子力学のシミュレーションのために,スペクトルグリーン関数に基づく新しい手法を提案する。
この形式主義は、場の量子論におけるグリーン関数の使用と顕著な類似性を示している。
本手法は,完全マスター方程式の解法に基づくシミュレーションと比較して計算コストを劇的に削減する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-04T09:41:08Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。