論文の概要: Quantum Simulation with Gauge Fixing: from Ising Lattice Gauge Theory to Dynamical Flux Model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.01422v1
• Date: Mon, 1 Jul 2024 16:12:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-03 20:51:04.280131
• Title: Quantum Simulation with Gauge Fixing: from Ising Lattice Gauge Theory to Dynamical Flux Model
• Title（参考訳）: ゲージ固定による量子シミュレーション:格子ゲージ理論から動的フラックスモデルへ
• Authors: Junsen Wang, Xiangxiang Sun, Wei Zheng,
• Abstract要約: ゲージ理論をシミュレートする伝統的な方法が2つある。1つは、ゲージ理論のフルハミルトニアンを局所ゲージ対称性で直接シミュレートすることである。 もう1つは、射影ハミルトニアンを1つのゲージ部分セクターで設計することである。 この研究は、凝縮物質と高エネルギー物理学の両方に関連するゲージ固定の概念を用いて、格子ゲージ理論を量子的にシミュレートする方法を舗装する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.3918638314432945
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum simulation of synthetic dynamic gauge field has attracted much attentions in recent years. There are two traditional ways to simulate gauge theories. One is to directly simulate the full Hamiltonian of gauge theories with local gauge symmetries. And the other is to engineer the projected Hamiltonian in one gauge subsector. In this work, we provide the third way towards the simulation of gauge theories based on \emph{gauge fixing}. To demonstrate this concept, we fix the gauge of an Ising lattice gauge field coupled with spinless fermions on a ladder geometry. After the gauge fixing, this gauge theory is reduced to a simpler model, in which fermions hop on a ladder with a fluctuating dynamical $\mathbb{Z}_{2}$ flux. Then we shows that this model can be realized via Floquet engineering in ultracold atomic gases. By analytical and numerical studies of this dynamical flux model, we deduce that there is confinement to deconfinement phase transition in the original unfixed gauge theory. This work paves the way to quantum simulate lattice gauge theory using the concept of gauge fixing, relevant both for condensed matter and high energy physics.
• Abstract（参考訳）: 近年,合成力学ゲージ場の量子シミュレーションが注目されている。 ゲージ理論をシミュレートする伝統的な方法が2つある。 一つは、局所ゲージ対称性を持つゲージ理論のフルハミルトニアンを直接シミュレートすることである。 そしてもう1つは、射影ハミルトニアンを1つのゲージ部分セクターで設計することである。 本研究は, ゲージ理論のシミュレーションに向けた第3の方法である。 この概念を実証するために、はしご幾何学上のスピンレスフェルミオンと結合したイジング格子ゲージ場のゲージを固定する。 ゲージの固定の後、このゲージ理論はより単純なモデルに還元され、そこではフェルミオンは変動するダイナミックな$\mathbb{Z}_{2}$フラックスを持つはしごにホップする。 そして、このモデルが超低温の原子ガス中でフロケット工学によって実現可能であることを示す。 この動的フラックスモデルの解析的および数値的研究により、元の未固定ゲージ理論における分解相転移の制限が存在すると推定する。 この研究は、凝縮物質と高エネルギー物理学の両方に関連するゲージ固定の概念を用いて、格子ゲージ理論を量子的にシミュレートする方法を舗装する。

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