論文の概要: Trapped-ion quantum simulation of (1+1)D SU(2) lattice gauge theory via loop-string-hadron formulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.24091v1
• Date: Fri, 16 Oct 2026 18:21:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-26 11:06:09.280952
• Title: Trapped-ion quantum simulation of (1+1)D SU(2) lattice gauge theory via loop-string-hadron formulation
• Title（参考訳）: 1+1)D SU(2)格子ゲージ理論のループストリング-ハドロン定式化によるトラップイオン量子シミュレーション
• Abstract要約: フェルミオンの1つのフレーバーを持つ1+1次元のSU(2)格子ゲージ理論の量子シミュレーションを提案する。 この研究はゲージ理論のループ弦ハドロン(LSH)の定式化に基づいている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.18762753243053634
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present a quantum simulation of the SU(2) lattice gauge theory in 1+1 dimensions with one flavor of fermions, performed using the trapped-ion Quantinuum System Model H2. This work is based on the loop-string-hadron (LSH) formulation of the gauge theory, and is distinguished by using qubits to represent both bosonic-gauge and fermionic-matter degrees of freedom. Furthermore, we access the $j=1$ electric-flux sector beyond the $j_{\max}=1/2$ truncation commonly used in SU(2) quantum simulations. To that end, we digitize an electric-field degree of freedom using a multiqubit register for representing the bosonic quantum number. Our simulation therefore synthesizes several key ingredients relevant to quantum simulations in higher spatial dimensions, in particular explicit local gauge-field degrees of freedom represented here by a multiqubit bosonic register, while relying solely on circuit-construction optimizations that are expected to scale polynomially with lattice size. This work demonstrates that modern quantum hardware is increasingly able to accommodate the features of complicated but physically important lattice gauge theories while successfully reproducing the expected Trotterized dynamics.
• Abstract（参考訳）: フェルミオンの1つのフレーバーを持つ1+1次元のSU(2)格子ゲージ理論の量子シミュレーションを行う。 この研究はゲージ理論のループストリング・ハドロン(LSH)の定式化に基づいており、ボゾンゲージとフェルミオン・マター自由度の両方を表すためにクビットを用いて区別される。 さらに、SU(2)量子シミュレーションでよく用いられる$j=1$の電気流束セクター($j_{\max}=1/2$のトランケーション)にアクセスできる。 そのために、ボゾン量子数を表すための多ビットレジスタを用いて、電場自由度をデジタル化する。 そこで本シミュレーションでは,高空間次元の量子シミュレーションに関連するいくつかの重要な要素,特に多ビットボソニックレジスタで表される局所ゲージ場自由度を,格子サイズに多項式的にスケールすることが期待される回路構成最適化にのみ依存しながら合成する。 この研究は、現代の量子ハードウェアが、期待されるトロッタライズド・ダイナミクスを再現しながら、複雑だが物理的に重要な格子ゲージ理論の特徴に適応できることを証明している。

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