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量子纽结与格点,或量子系统做绳戏的蓝图

量子物理 2009-11-02 v1

摘要

利用欧几里得三维空间中的立方蜂窝(立方镶嵌),我们定义了一个量子系统,其状态称为量子纽结,代表一根打结的封闭绳索,即表示三维空间中绳索上打结的特定空间构型。这个量子系统称为量子纽结系统,在物理上是可以实现的,其意义与肖尔的量子因式分解算法可实现相同。为了定义量子纽结系统,我们将标准的三个赖德迈斯特纽结移动替换为一组等价的三个移动,分别称为摆动、摇动和拖拽,之所以如此命名,是因为它们模仿了狗摇尾巴的方式。我们认为这些移动实际上更“物理友好”,因为与赖德迈斯特移动不同,它们尊重三维空间的微分几何,而且可以转化为无穷小移动。这三个移动——摆动、摇动和拖拽——生成一个酉群,称为格点环境群,它作用于量子系统的状态空间。格点环境群代表了在不切断绳索、也不让绳索穿过自身的情况下,在三维空间中移动绳索的所有可能方式。然后,我们研究了量子纽结系统中那些是纽结不变量的量子可观测量。我们还研究了与格点环境群生成元相关的哈密顿量。最后,我们列出了一些未解决的问题。

关键词

引用

@article{arxiv.0910.5891,
  title  = {Quantum Knots and Lattices, or a Blueprint for Quantum Systems that Do Rope Tricks},
  author = {Samuel J. Lomonaco and Louis H. Kauffman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0910.5891},
  year   = {2009}
}

备注

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