論文の概要: Onset of thermalization of q-deformed SU(2) Yang-Mills theory on a trapped-ion quantum computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.13530v1
- Date: Tue, 20 Jan 2026 02:25:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-21 22:47:23.125297
- Title: Onset of thermalization of q-deformed SU(2) Yang-Mills theory on a trapped-ion quantum computer
- Title（参考訳）: トラップイオン量子コンピュータにおけるq変形SU(2)Yang-Mills理論の熱化の開始
- Authors: Tomoya Hayata, Yoshimasa Hidaka, Yuta Kikuchi,
- Abstract要約: 2+1)次元の$q$-deformed $mathrmSU(2)_3$ Yang-Mills理論における熱化ダイナミクスの量子シミュレーションを開発する。
我々は,F$-movesを明示的に実装した量子回路を用いて,このモデルのリアルタイムダイナミクスをシミュレートした。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2744523252873352
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Nonequilibrium dynamics of quantum many-body systems is one of the main targets of quantum simulations. This focus - together with rapid advances in quantum-computing hardware - has driven increasing applications in high-energy physics, particularly in lattice gauge theories. However, most existing experimental demonstrations remain restricted to (1+1)-dimensional and/or abelian gauge theories, such as the Schwinger model and the toric code. It is essential to develop quantum simulations of nonabelian gauge theories in higher dimensions, addressing realistic problems in high-energy physics. To fill the gap, we demonstrate a quantum simulation of thermalization dynamics in a (2+1)-dimensional $q$-deformed $\mathrm{SU}(2)_3$ Yang-Mills theory using a trapped-ion quantum computer. By restricting the irreducible representations of the gauge fields to the integer-spin sector of $\mathrm{SU}(2)_3$, we obtain a simplified yet nontrivial model described by Fibonacci anyons, which preserves the essential nonabelian fusion structure of the gauge fields. We successfully simulate the real-time dynamics of this model using quantum circuits that explicitly implement $F$-moves. In our demonstrations, the quantum circuits execute up to 47 sequential $F$-moves. We identify idling errors as the dominant error source, which can be effectively mitigated using dynamical decoupling combined with a parallelized implementation of $F$-moves.
- Abstract（参考訳）: 量子多体系の非平衡力学は、量子シミュレーションの主要なターゲットの1つである。
この焦点は、量子コンピューティングハードウェアの急速な進歩と共に、高エネルギー物理学、特に格子ゲージ理論の応用を加速させてきた。
しかしながら、既存の実験的なデモンストレーションのほとんどは、シュウィンガーモデルやトーリック符号のような (1+1)-次元および/またはアーベルゲージ理論に制限されている。
高エネルギー物理学における現実的な問題に対処するため、高次元において非アーベルゲージ理論の量子シミュレーションを開発することが不可欠である。
このギャップを埋めるために、(2+1)次元の$q$-deformed $\mathrm{SU}(2)_3$ Yang-Mills理論において、捕捉されたイオン量子コンピュータを用いて熱化ダイナミクスの量子シミュレーションを実演する。
ゲージ場の既約表現を$\mathrm{SU}(2)_3$の整数スピンセクターに制限することにより、ゲージ場の本質的非アーベル核融合構造を保存するフィボナッチ・アロンによって記述された単純で非自明なモデルを得る。
我々は,F$-movesを明示的に実装した量子回路を用いて,このモデルのリアルタイムダイナミクスをシミュレートした。
私たちのデモでは、量子回路は47ドルの連続的な$F$-movesを実行する。
動的デカップリングと$F$-movesの並列化実装を併用することで効率よく軽減できる。
関連論文リスト
- Scalable cold-atom quantum simulator of a $3+1$D U$(1)$ lattice gauge theory with dynamical matter [2.197737368174698]
3次元の量子電磁力学のU$(1)$量子リンクモデルのスケーラブルなコールド原子量子シミュレータを提案する。
我々は, この量子シミュレータの性能を, 準平衡観測器および遠方平衡観測器を用いて評価し, 理想ゲージ理論と良好な一致を示した。
我々の発見は、古典的なシミュラビリティをはるかに超える3+1ドルの格子ゲージ理論の現実的な量子シミュレータへの道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-01-07T19:32:05Z) - Efficient Qudit Circuit for Quench Dynamics of $2+1$D Quantum Link Electrodynamics [0.565395466029518]
本稿では,2+1$Dスピン-$S$$MathrmU(1)$量子リンク格子ゲージ理論を動的物質でシミュレーションする資源効率の手法を提案する。
ガウスの法則を通じて物質場を積分することにより、量子リンクモデルを純粋にクウディエンコーディングと互換性のあるスピン図形に再構成する。
我々のフレームワークは、量子リソースとゲート数を大幅に削減します。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-16T19:16:49Z) - Real-Time Dynamics in a (2+1)-D Gauge Theory: The Stringy Nature on a Superconducting Quantum Simulator [32.73124984242397]
我々は、(2+1)次元ゲージ理論のディジタル量子シミュレーションにおいて、動的物質を用いた動きの弦モードを探索する。
我々は,大規模なリアルタイム力学を予測するために,ベース更新とガレルキン法を用いて広範囲なテンソルネットワークシミュレーションを行った。
この研究は超伝導量子シミュレーションを通じて非摂動ゲージ力学を探索するためのマイルストーンを確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-10T18:01:27Z) - Analog Quantum Simulator of a Quantum Field Theory with Fermion-Spin Systems in Silicon [34.80375275076655]
フェルミオンを量子ビットにマッピングすることは、2+1$以上の時空次元で困難である。
シリコン中のドーパントアレイを用いた固有フェルミオンスピンアナログ量子シミュレータを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-03T18:00:52Z) - Quantum Electronic Circuits for Multicritical Ising Models [0.0]
多臨界イジングモデルとその摂動は統計力学のパラダイムモデルである。
量子回路はジョセフソン接合を$cos(nphi + delta_n)$ potential と $1leq nleq p$ と $delta_nin[-pi,pi]$ で構成する。
イジングモデルと三臨界イジングモデルの格子モデルを密度行列再正規化群法を用いて数値解析した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-07T11:24:43Z) - Spin-$S$ $\mathrm{U}(1)$ Quantum Link Models with Dynamical Matter on a
Quantum Simulator [3.1192594881563127]
実効スピン-S$演算子を用いたゲージおよび電場表現のためのボソニック写像を提案する。
次に、光学超格子におけるスピンレスボソンを用いた大規模スピンの実現のための実験的スキームを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-10T18:00:01Z) - Universality of critical dynamics with finite entanglement [68.8204255655161]
臨界近傍の量子系の低エネルギー力学が有限絡みによってどのように変化するかを研究する。
その結果、時間依存的臨界現象における絡み合いによる正確な役割が確立された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-23T19:23:54Z) - Large-Scale $2+1$D $\mathrm{U}(1)$ Gauge Theory with Dynamical Matter in
a Cold-Atom Quantum Simulator [3.1192594881563127]
量子シミュレータ技術の主要な推進役は、高レベルの制御とチューニング性で合成量子物質のセットアップにおいて高エネルギー現象を観測することである。
本稿では、スピンレスボソンを持つ冷原子量子シミュレータにおいて、動的物質とゲージ場を持つ大規模2+1$D $mathrmU(1)$ゲージ理論を実験的に実現可能な実現法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-02T18:00:00Z) - Photon-mediated Stroboscopic Quantum Simulation of a $\mathbb{Z}_{2}$
Lattice Gauge Theory [58.720142291102135]
格子ゲージ理論(LGT)の量子シミュレーションは、非摂動粒子と凝縮物質物理学に取り組むことを目的としている。
現在の課題の1つは、量子シミュレーション装置に自然に含まれない4体(プラケット)相互作用が現れる1+1次元を超えることである。
原子物理学の最先端技術を用いて基底状態の調製とウィルソンループの測定方法を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-27T18:10:08Z) - Hartree-Fock on a superconducting qubit quantum computer [30.152226344347064]
ここでは、12の量子ビット、78の2量子ビットゲート、114の1量子ビットゲートを含む、最も大きな化学の一連の量子シミュレーションを行う。
我々は、ジアゼンの異性化と同様に、$rm H_6$, $rm H_8$, $rm H_10$, $rm H_12$の結合エネルギーをモデル化する。
また,本実験の有効性を劇的に向上させる$N$-representabilityに基づく誤り軽減戦略を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-08T18:00:06Z) - Probing the Universality of Topological Defect Formation in a Quantum
Annealer: Kibble-Zurek Mechanism and Beyond [46.39654665163597]
一次元横フィールドイジングモデルによるトポロジカル欠陥生成の実験的検討について報告する。
位相フリップ誤差を伴う開系量子力学のKZMにより量子シミュレータの結果を実際に説明できることが判明した。
これは、環境からの孤立を仮定する一般化KZM理論の理論的予測が、その元のスコープを越えてオープンシステムに適用されることを意味する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-31T02:55:35Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。