論文の概要: Realizing string breaking dynamics in a $Z_2$ lattice gauge theory on quantum hardware

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.13760v1
• Date: Fri, 18 Apr 2025 15:52:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-28 15:06:15.898353
• Title: Realizing string breaking dynamics in a $Z_2$ lattice gauge theory on quantum hardware
• Title（参考訳）: 量子ハードウェア上のZ_2$格子ゲージ理論における弦破れダイナミクスの実現
• Authors: Constantia Alexandrou, Andreas Athenodorou, Kostas Blekos, Georgios Polykratis, Stefan Kühn,
• Abstract要約: 我々は、Kogut-Susskindスタッガードフェルミオンに結合した$Z$格子ゲージ理論における弦の破れの静的および動的側面について検討する。 我々は、理論の基礎状態を確実に準備できる変分量子固有解法を開発した。 本研究では,2つの静電荷間のフラックス管のリアルタイムダイナミクスをネットワークと量子ハードウェアの両方を用いて検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate static and dynamical aspects of string breaking in a $Z_2$ lattice gauge theory coupled to Kogut-Susskind staggered fermions. Using Tensor Network simulations, we demonstrate that the static potential as well as the site-resolved configuration of the matter sites and gauge links allows us to identify the regimes in which string breaking occurs. Furthermore, we develop a variational quantum eigensolver that allows for reliably preparing the ground state of the theory in both the absence and presence of static charges and to capture the static aspects of the phenomenon. Carrying out state preparation on real quantum hardware for up to 19 qubits, we demonstrate its suitability for current quantum devices. In addition, we study the real-time dynamics of a flux tube between two static charges using both Tensor Networks and quantum hardware. Using a trotterization for the time-evolution operator, we are able to show that the breaking process starts with the creation of charges inside the string. These eventually redistribute towards the static charges and screen them, which leads to the breaking of the flux tube.
• Abstract（参考訳）: 我々は、Kogut-Susskindスタッガードフェルミオンに結合した$Z_2$格子ゲージ理論における弦の破れの静的および動的側面について検討する。 本研究では, テンソルネットワークシミュレーションを用いて, 静的ポテンシャルと, 物質サイトとゲージリンクのサイト分解構成により, 弦の破断の発生機構を同定できることを実証した。 さらに, 静電荷の欠如と存在の両方で理論の基礎状態を確実に準備し, 現象の静的な側面を捉える変動量子固有解法を開発した。 実量子ハードウェア上で19量子ビットまでの状態準備を行うことで、現在の量子デバイスに適合することを示す。 さらに,2つの静電荷間のフラックス管のリアルタイムダイナミクスをテンソルネットワークと量子ハードウェアの両方を用いて検討した。 時間進化演算子に対してトロッタライズを用いることで、切断プロセスが文字列内で電荷の生成から始まることを示すことができる。 これらは最終的に静電荷に向かって再分配され、それらを遮蔽し、フラックス管が壊れる。

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