标量Yukawa耦合的数字量子模拟
量子物理
2024-07-25 v3
摘要
受中等及高能物理现象数字模拟重新兴起的推动,我们研究了IBM Q上Yukawa相互作用猝灭后的动力学。以标量Yukawa耦合模型的零维版本为出发点,我们设计了低深度量子线路来模拟其至多三个玻色子的动力学。在单玻色子情形下,我们展示了线路压缩,即仅含两个受控非(CNOT)门的常深度线路。在更复杂的三个玻色子情形下,我们设计了一个Trotter步包含个CNOT门的线路。借助与旅行商问题的类比,我们还给出了更高玻色子数截断的CNOT代价估计。基于这些线路,我们通过评估猝灭后任意时刻的期望玻色子数以及初始真空态的存活概率(Loschmidt回波)来量化系统动力学。我们还利用这些线路驱动绝热跃迁,并计算所考虑模型的基态与第一激发态能量。最后,通过误差缓解——即零噪声外推——我们展示了结果与数值精确经典基准的良好一致性。
引用
@article{arxiv.2211.02684,
title = {Digital Quantum Simulation of Scalar Yukawa Coupling},
author = {Thierry N. Kaldenbach and Matthias Heller and Gernot Alber and Vladimir M. Stojanovic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.02684},
year = {2024}
}
备注
final, published version