論文の概要: Quantum Computing Universal Thermalization Dynamics in a (2+1)D Lattice Gauge Theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.00069v1
- Date: Wed, 31 Jul 2024 18:00:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-05 00:27:00.039938
- Title: Quantum Computing Universal Thermalization Dynamics in a (2+1)D Lattice Gauge Theory
- Title（参考訳）: 2+1)次元格子ゲージ理論における量子コンピューティングユニバーサル熱化ダイナミクス
- Authors: Niklas Mueller, Tianyi Wang, Or Katz, Zohreh Davoudi, Marko Cetina,
- Abstract要約: 2+1時間次元におけるZ$格子ゲージ理論の熱力学における絡み合いの役割について検討する。
我々の研究は、複雑な多体系における熱化の普遍的な特徴を研究するための堅牢なツールとして量子コンピュータを確立している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.483317204290323
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Simulating non-equilibrium phenomena in strongly-interacting quantum many-body systems, including thermalization, is a promising application of near-term and future quantum computation. By performing experiments on a digital quantum computer consisting of fully-connected optically-controlled trapped ions, we study the role of entanglement in the thermalization dynamics of a $Z_2$ lattice gauge theory in 2+1 spacetime dimensions. Using randomized-measurement protocols, we efficiently learn a classical approximation of non-equilibrium states that yields the gap-ratio distribution and the spectral form factor of the entanglement Hamiltonian. These observables exhibit universal early-time signals for quantum chaos, a prerequisite for thermalization. Our work, therefore, establishes quantum computers as robust tools for studying universal features of thermalization in complex many-body systems, including in gauge theories.
- Abstract（参考訳）: 熱化を含む強い相互作用を持つ量子多体系における非平衡現象のシミュレーションは、近未来の量子計算の有望な応用である。
完全に接続された光制御されたイオンからなるデジタル量子コンピュータの実験により、2+1次元におけるZ_2$格子ゲージ理論の熱力学における絡み合いの役割について検討した。
ランダム化測度プロトコルを用いて,非平衡状態の古典的近似を効率よく学習し,交絡ハミルトニアンのギャップ比分布とスペクトル形成係数を導出する。
これらの観測対象は、量子カオスのための普遍的な早期信号であり、熱化の前提条件である。
したがって、我々の研究は、ゲージ理論を含む複雑な多体系における熱化の普遍的な特徴を研究するための堅牢なツールとして量子コンピュータを確立している。
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