面向受控声子-离子动力学模拟量子场论：一种模拟-数字混合方法

量子场论是现代物理学的基石，在最根本的层面上为物理系统提供相对论与量子力学描述。在这些理论中模拟实时动力学在经典计算中仍难以实现。这为量子模拟器提供了独特机遇，其有望革新我们的模拟能力。囚禁离子系统是成功的量子多体物理量子模拟器平台，可运行于数字（或基于门）与模拟模式。受利用囚禁离子系统提出并实现若干相对论量子场论量子模拟的进展，以及用于模拟相互作用玻色-费米子模型的模拟-数字混合方案的启发，我们提出针对选定量子场论的模拟-数字混合量子模拟，将近期发展推向新高度。一方面，与全模拟方法相比，该方案的半数字化本质在工程化通用模型相互作用时提供更大灵活性。另一方面，将玻色场编码至囚禁离子系统的声子自由度可更高效利用模拟器资源，并更自然地实现此类平台中的内禀量子操作。这通过结合数字与模拟方案的优势，为模拟阿贝尔与非阿贝尔规范论等复杂动力学开辟了新途径。