无贫瘠高原的Z2格子规范理论变分量子模拟

该工作设计了一种适用于研究ℤ₂晶格规范理论(LGT)中基态及静态弦断裂的变分量子本征求解器(VQE)。研究人员采用与Kogut-Susskind交错费米子耦合的双梯格点,并通过张量网络方法验证了VQE模拟结果。研究发现,在哈密顿参数变化及存在外部电荷条件下,VQE无需通过惩罚项显式实施规范不变性即可获得规范不变的基态。此外,在IBM量子平台进行了弦断裂现象的实验验证。这表明VQE是研究ℤ₂规范理论的有效工具,并为其他规范群研究开辟了新路径。 该工作还发现,梯度随量子比特数增长的缩放特性有利于规避贫瘠高原问题,而经典方法难以高效模拟此类规范理论。值得注意的是,规避贫瘠高原的策略(如通过设定高斯定律区域选择初始化、将希尔伯特空间限制在规范不变子空间等)会作为规范理论的固有特征自然呈现。

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