量子计算机上含手征费米子的卡西米尔能量计算
量子物理
2021-05-06 v1 高能物理 - 理论
摘要
在本文中，我们讨论了在量子计算机上计算卡西米尔能量。卡西米尔能量是在量子计算机上计算的理想物理量，因为存在近期混合经典-量子算法来计算基态能量，而卡西米尔能量在多种情形下为该量提供了物理含义。根据边界条件以及场是玻色场还是费米场，我们说明了如何在量子计算机上建立卡西米尔能量计算，并使用 IBM QISKit 通过变分量子本征求解器算法进行计算。我们将基于有限数量量子比特的格点正则化结果与自由玻色场、自由费米场和手征费米场的连续统计算结果进行比较。我们使用 Bergman 和 Thorn 引入的正则化方法计算手征费米子的卡西米尔能量。我们展示了计算的精度如何随量子比特数量变化。我们展示了用于在量子计算机上表示哈密顿量的泡利项数量如何随量子比特数量缩放。我们讨论了量子计算机上的卡西米尔计算在宇宙学、纳米材料、弦模型、Kaluza Klein 模型和暗能量中的应用。
引用
@article{arxiv.2105.02032,
title = {Casimir energy with chiral fermions on a quantum computer},
author = {Juliette K. Stecenko and Yuan Feng and Michael McGuigan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.02032},
year = {2021}
}