論文の概要: Hardware-efficient quantum simulation of intense-field QED

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.09844v1
• Date: Fri, 10 Jul 2026 17:59:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-14 15:40:48.229063
• Title: Hardware-efficient quantum simulation of intense-field QED
• Title（参考訳）: 強磁場QEDのハードウェア効率量子シミュレーション
• Abstract要約: 本稿では,Furry図の3+1$次元の強磁場QEDに対するトラップイオンプロトコルを提案する。 この構造は、集合フォノン中の光子モードと、イオンスピン中のボルコフ様フェルミオンモードを符号化する。 その結果、ハードウエア効率は、摂動的あるいは静的な記述を超えた強磁場粒子生成力学への経路を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.755819141910862
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Strong electromagnetic backgrounds make quantum electrodynamics a real-time nonperturbative problem involving dressed fermions and dynamical photons. We propose a trapped-ion protocol for simulating intense-field QED in $3+1$ dimensions in the Furry picture. The construction encodes photon modes in collective phonons and Volkov-dressed fermion modes in ion spins, combining native spin-phonon couplings with Clifford circuits that compress nonlocal Jordan--Wigner strings. For nonlinear Breit--Wheeler pair production, the protocol has polynomial resource scaling and is benchmarked against exact single-mode dynamics with controlled Trotter errors. With experimentally motivated phonon heating and dephasing, zero-noise extrapolation substantially reduces deviations in photon-survival and pair-production signals. These results provide a hardware-efficient route to intense-field particle-production dynamics beyond perturbative or static-field descriptions.
• Abstract（参考訳）: 強い電磁背景は、量子電磁力学を、着飾ったフェルミオンと動的光子を含むリアルタイムな非摂動問題にする。 本稿では,Furry図の3+1$次元の強磁場QEDをシミュレートするためのトラップイオンプロトコルを提案する。 この構造は、非局所ジョルダン-ウィグナー弦を圧縮するクリフォード回路とネイティブスピン-フォノン結合を組み合わせた、イオンスピンにおける集合フォノンおよびボルコフ-ドレスフェルミオンモードの光子モードを符号化する。非線形ブライト-ウィーラー対生成では、このプロトコルは多項式リソーススケーリングを持ち、制御されたトロッター誤差を持つ正確なシングルモードダイナミクスに対してベンチマークされる。 実験的に動機付けられたフォノン加熱と劣化により、ゼロノイズ外挿は光子サバイバル信号と対生成信号の偏差を著しく減少させる。 これらの結果は、摂動的あるいは静的な記述を超えた強磁場粒子生成力学へのハードウェア効率の良い経路を提供する。

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