克莱因-戈尔登方程的量子模拟及 IBM 量子计算机上克莱因悖论观测
量子物理
2018-07-10 v2
摘要
克莱因-戈尔登方程是统一狭义相对论与量子力学的首次尝试。尽管最初被摒弃，这一“多父”方程可用于理解无自旋粒子，并由此发现了介子及其他亚原子粒子。该方程催生了狄拉克方程，进而导向量子场论。它展示了有趣的量子相对论现象，如克莱因悖论与“Zitterbewegung”（量子相对论粒子的快速振动运动）。此类量子方程的模拟最初促使费曼提出量子计算的思想。尽管迄今已在多种物理装置中完成许多此类模拟，这是在 IBM 量子计算机上提出克莱因-戈尔登方程数字量子模拟的首次尝试。此处我们模拟势垒中的含时克莱因-戈尔登方程，并清晰观测到粒子与反粒子穿过强势垒的隧穿，证实了克莱因悖论。此处所用的模拟技术激励量子计算界进一步研究克莱因-戈尔登方程并将其应用于更复杂的量子力学系统。
引用
@article{arxiv.1807.00521,
title = {Quantum Simulation of Klein Gordon Equation and Observation of Klein Paradox in IBM Quantum Computer},
author = {Manik Kapil and Bikash K. Behera and Prasanta K. Panigrahi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.00521},
year = {2018}
}
备注
21 pages, 2 figures