論文の概要: Configurable photonic simulator for quantum field dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.23838v1
- Date: Mon, 30 Jun 2025 13:29:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-01 21:27:54.076392
- Title: Configurable photonic simulator for quantum field dynamics
- Title（参考訳）: 量子場力学のための構成可能なフォトニックシミュレータ
- Authors: Mauro D'Achille, Martin Gärttner, Tobias Haas,
- Abstract要約: 我々は,オプティカル・タイム・アルゴリズム(OTA)を統一フレームワークとして導入し,自由量子場力学の大規模クラスの効率的なシミュレーションを可能にする。
光学素子のパラメータを変更することで、時間スケール、結合グラフ、時空メトリクス、境界条件を設計することができる。
我々はOTAの構成可能性を利用して空間と時間における量子相関の拡散を連続的に変化するカップリング範囲を持つ理論に対して調査する。
- 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: Quantum field simulators provide unique opportunities for investigating the dynamics of quantum fields through tabletop experiments. A primary drawback of standard encoding schemes is their rigidity: altering the theory, its coupling geometry, metric structure, or simulation time typically requires redesigning the experimental setup, which imposes strong constraints on the types of dynamics and theories that can be simulated. Here, we introduce the Optical Time Algorithm (OTA) as a unifying framework, enabling the efficient simulation of large classes of free quantum field dynamics using a single optical circuit design that separates the time from the Hamiltonian's structure. By modifying the parameters of the optical elements, our method allows us to engineer timescales, coupling graphs, spacetime metrics, and boundary conditions, thereby facilitating the implementation of relativistic and non-relativistic, real- and complex-valued, short- and long-range quantum field theories on both flat and curved spacetimes. We exploit the OTA's configurability to investigate the spreading of quantum correlations in space and time for theories with continuously varying coupling ranges. Relevant features predicted by quantum field theory can be observed on systems of $10-20$ modes, which paves the ground for experimental implementations.
- Abstract（参考訳）: 量子場シミュレータは、卓上実験を通じて場の力学を研究するためのユニークな機会を提供する。
理論、結合幾何学、計量構造、あるいはシミュレーション時間を変更するには実験的な設定を再設計する必要があるが、これはシミュレーション可能な力学や理論のタイプに強い制約を課す。
ここでは,光時間アルゴリズム(OTA)を統一フレームワークとして導入し,ハミルトニアン構造から時間を切り離す単一光回路設計を用いて,自由量子場力学の大規模クラスの効率的なシミュレーションを可能にする。
光学素子のパラメータを変更することにより、時間スケール、結合グラフ、時空メトリクス、境界条件を設計し、フラット時空と湾曲時空の両方における相対論的かつ非相対論的、実数値および複素数値、短距離量子場理論の実装を容易にする。
我々はOTAの構成可能性を利用して空間と時間における量子相関の拡散を連続的に変化するカップリング範囲を持つ理論に対して調査する。
量子場理論によって予測される関連する特徴は、10-20ドルモードのシステムで観測することができる。
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