基于量子计算机的量子色动力学在一维中的相图
量子物理
2026-02-02 v2 高能物理 - 格点
高能物理 - 唯象学
高能物理 - 理论
摘要
量子色动力学 (QCD) 相图揭示了在不同温度和密度下强相互作用物质的状态，对回答物理学中的开放问题至关重要，涵盖从中子星中粒子的行为到宇宙早期条件。然而，QCD 的经典仿真面临诸多计算障碍，如有限物质密度下的符号问题。量子计算提供了克服这些挑战的前景。本文通过在 trapped-ion 量子计算机上使用变分方法制备 SU(2) 和 SU(3) 规范理论的热力学状态，为探索 QCD 相图迈出了重要一步。我们引入两种特征：首先，我们将运动轨道 ancilla 添加到现有的量子比特寄存器，以有效准备热力学概率分布。其次，我们引入电荷-单凋测量以强制执行颜色中性约束。该工作标志着 QCD 在有限密度和温度下进行二维和三色格子规范理论量子模拟的首次实现，为在量子平台上探索 QCD 现象奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2501.00579,
title = {The phase diagram of quantum chromodynamics in one dimension on a quantum computer},
author = {Anton T. Than and Yasar Y. Atas and Abhijit Chakraborty and Jinglei Zhang and Matthew T. Diaz and Kalea Wen and Xingxin Liu and Randy Lewis and Alaina M. Green and Christine A. Muschik and Norbert M. Linke},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.00579},
year = {2026}
}
备注
20 pages, 10 figures