量子场论中虚假真空衰变的量子模式张量网络研究

标量量子场论中的虚假真空衰变在宇宙学和粒子物理中具有核心地位,但由于其非微扰、高度纠缠的动力学特性,传统模拟方法始终难以处理。该研究团队提出了一种基于玻色模式空间离散化的新型哈密顿模拟方法,将自相互作用标量场离散化为格点量子模式。每个模式具有连续或准连续的局部希尔伯特空间,其维度足以精确描述哈密顿量中的自相互作用效应。研究人员将这些局部模式统称为“量子模态”,其理想实现场景对应于连续变量量子计算机。该工作同时证明该框架可移植至张量网络实现,此时量子模态呈现准连续性特征,对应网络节点的高维希尔伯特空间。通过结合特罗特分解的时域演化块衰减算法,该团队成功捕捉了标量场的实时动力学过程。在(1+1)维系统中,研究人员构建了亚稳态真空并观测到引发真真空泡成核的相干纠缠增长。该方法确立了量子模态网络作为非平衡标量量子场现象的可扩展研究框架,为高维系统研究和连续变量量子计算实现开辟了新路径。

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