論文の概要: Fermion Doubling in Dirac Quantum Walks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.15885v1
• Date: Thu, 22 Jan 2026 12:01:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-23 21:37:20.590893
• Title: Fermion Doubling in Dirac Quantum Walks
• Title（参考訳）: ディラック量子ウォークにおけるフェルミオン二重化
• Authors: Chaitanya Gupta, Anthony J. Short,
• Abstract要約: 我々は、ディラック粒子をシミュレートするために使用できる量子ウォークとして知られる離散時空モデルを考える。 これらのモデルでは、高運動量状態がディラック粒子のように振る舞う追加の低エネルギー解をもたらすフェルミオンが2倍になると考えている。 また、高エネルギーであるが低エネルギーのディラック粒子のように振る舞う擬似ダブラーも検討し、真空の安定性に関する潜在的な問題を引き起こす。
• 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 consider discrete spacetime models known as quantum walks, which can be used to simulate Dirac particles. In particular we look at fermion doubling in these models, in which high momentum states yield additional low energy solutions which behave like Dirac particles. The presence of doublers carries over to the `second quantised' version of the walks represented by quantum cellular automata, which may lead to spurious solutions when introducing interactions. Moreover, we also consider pseudo-doublers, which have high energy but behave like low energy Dirac particles, and cause potential problems regarding the stability of the vacuum. To address these issues, we propose a family of quantum walks, that are free of these doublers and pseudo-doublers, but still simulate the Dirac equation in the continuum limit. However, there remain a small number of additional low energy solutions which do not directly correspond to Dirac particles. While the conventional Dirac walk always has a zero probability for the walker staying at the same point, we obtain the family of walks by allowing this probability to be non-zero.
• Abstract（参考訳）: 我々は、ディラック粒子をシミュレートするために使用できる量子ウォークとして知られる離散時空モデルを考える。 特に、高運動量状態がディラック粒子のように振る舞う追加の低エネルギー解をもたらすこれらのモデルにおけるフェルミオン二重化を考察する。 ダブルラーの存在は、量子セルオートマトンで表されるウォークの「第2量子化」バージョンに受け継がれ、相互作用を導入する際に急激な解決につながる可能性がある。 さらに、高エネルギーであるが低エネルギーのディラック粒子のように振る舞う擬似ダブラーも検討し、真空の安定性に関する潜在的な問題を引き起こす。 これらの問題に対処するために、これらの二重化子と擬似二重化子を含まない量子ウォークの族を提案するが、それでも連続極限におけるディラック方程式をシミュレートする。 しかし、ディラック粒子と直接対応しない少量の低エネルギー解が存在する。 従来のディラックウォークは、常に同じ位置にいる歩行者に対してゼロの確率を持つが、この確率がゼロでないことを許してウォークの族を得る。

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