論文の概要: Stirring the false vacuum via interacting quantized bubbles on a 5564-qubit quantum annealer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.14718v1
• Date: Thu, 20 Jun 2024 20:29:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-24 17:49:36.157593
• Title: Stirring the false vacuum via interacting quantized bubbles on a 5564-qubit quantum annealer
• Title（参考訳）: 5564量子ビット量子アニール上で相互作用する量子化気泡による偽真空のスターリング
• Authors: Jaka Vodeb, Jean-Yves Desaules, Andrew Hallam, Andrea Rava, Gregor Humar, Dennis Willsch, Fengping Jin, Madita Willsch, Kristel Michielsen, Zlatko Papić,
• Abstract要約: 偽真空崩壊は、初期の宇宙の進化を司る潜在的なメカニズムである。 ここでは、5564の超伝導束量子ビットを持つ量子アニールを用いて、量子化された気泡の形成を直接リアルタイムに観察する。 本研究では,初期気泡生成とその後の相互作用効果を記述した効果的なモデルを構築した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.31458406135473804
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: False vacuum decay is a potential mechanism governing the evolution of the early Universe, with profound connections to non-equilibrium quantum physics, including quenched dynamics, the Kibble-Zurek mechanism, and dynamical metastability. The non-perturbative character of the false vacuum decay and the scarcity of its experimental probes make the effect notoriously difficult to study, with many basic open questions, such as how the bubbles of true vacuum form, move and interact with each other. Here we utilize a quantum annealer with 5564 superconducting flux qubits to directly observe quantized bubble formation in real time -- the hallmark of false vacuum decay dynamics. Moreover, we develop an effective model that describes the initial bubble creation and subsequent interaction effects. We demonstrate that the effective model remains accurate in the presence of dissipation, showing that our annealer can access coherent scaling laws in driven many-body dynamics of 5564 qubits for over $1\mu$s, i.e., more than 1000 intrinsic qubit time units. This work sets the stage for exploring late-time dynamics of the false vacuum at computationally intractable system sizes, dimensionality, and topology in quantum annealer platforms.
• Abstract（参考訳）: 偽真空崩壊は初期の宇宙の進化を司る潜在的なメカニズムであり、非平衡量子物理学と深い関係を持ち、クエンチド・ダイナミクス、キブル・ズレック機構、動的転移性がある。 偽真空崩壊の非摂動特性と実験プローブの不足は、真真空の泡がどのように動き、相互作用するかといった、多くの基本的なオープンな質問で、この効果を研究するのを非常に困難にしている。 ここでは、5564個の超伝導フラックス量子ビットを持つ量子アニールを用いて、量子化された気泡の形成を直接リアルタイムで観察する。 さらに,初期気泡生成とその後の相互作用効果を記述した効果的なモデルを構築した。 実効モデルが散逸した状態では精度が保たれることが示され、我々のアニールラーは、5564量子ビットの駆動多体力学におけるコヒーレントなスケーリング法則に、1000以上の固有量子ビット時間単位でアクセスできることが示される。 この研究は、量子アニールプラットフォームにおける計算に難渋するシステムサイズ、次元、トポロジーにおいて、偽真空の深夜ダイナミクスを探索する段階を定めている。

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