格点规范理论中强子散射的量子计算

我们提出了在 1+1 维 $Z_2$ 格点规范理论中双强子散射的数字量子计算。我们制备了具有所需动量空间波函数的充分分离的单粒子波包，并通过数字化时间演化模拟了它们的碰撞。使用本工作中高效且可系统改进的算法可以产生多个强子波包，对目标初始态实现高保真度。具体而言，采用囚禁离子量子计算机（IonQ Forte），我们使用 11 个和 27 个系统量子比特制备了多达三个介子波包，并在较小的系统中模拟了两个介子波包的碰撞动力学。局部可观测量在早期的结果与数值模拟一致，但退相干效应限制了向长时间的演化。我们证明了高保真度初始态对于状态敏感可观测量（如 $S$ 矩阵元）的精密测量的关键作用。我们的工作确立了量子计算机在模拟强相互作用规范理论中强子散射过程的潜力。