量子场论中假真空衰变的Qumode张量网络

标量量子场论中的假真空衰变是早期宇宙学和高能物理的基石，然而由于其非微扰、高度纠缠的动力学，其实时动力学本质上无法通过经典计算获得。我们引入了一个通用的哈密顿量框架，用于模拟完整的相互作用量子场论，该框架使用连续变量“qumode”的空间晶格——玻色子局域振子，其高维局域希尔伯特空间忠实地捕捉了相互作用的场动力学。这种构造植根于连续变量量子计算，并提供了一个统一的平台，涵盖了高效的经典张量网络方法和新兴的光子量子硬件。这项工作的第一个关键进展是一种稳健且可扩展的方法，用于将量子场论制备到其正确的初始真空态。我们开发了一种专为qumode晶格设计的虚时制备算法，即使在强耦合区域也能有效地投影到真空态上。这为研究非微扰动力学（如隧穿和实时衰变）提供了一个可控的起点。在此基础上，我们使用时间演化块消减算法来捕捉标量场的实时动力学。我们的第二个关键进展是在qumode晶格上识别并激发反弹构型的负涨落模式。沿该模式的一个小位移会产生预期的快子增长，从而驱动完全相干的泡核成核，而无需经典的超临界种子。这表明qumode晶格捕捉到了超越经典处理的非微扰量子动力学。我们的结果确立了qumode网络作为非平衡标量量子场论现象的可扩展框架，并为更高维度的研究和连续变量量子计算的实现铺平了道路。