可配置量子场动力学光子模拟器
量子场模拟器为通过桌面实验研究量子场动力学提供了独特机遇。传统编码方案的主要缺陷在于其僵化性:改变理论模型、耦合几何结构、度量结构或模拟时长通常需要重新设计实验装置,这严重限制了可模拟的动力学类型和理论范围。该研究团队提出“光学时间算法”(OTA)作为统一框架,利用单一光学电路设计即可高效模拟各类自由量子场动力学,其创新之处在于将时间维度与哈密顿结构分离。通过调整光学元件参数,该方法能够自主调控时间尺度、耦合网络、时空度量及边界条件,从而在平面和弯曲时空上实现相对论与非相对论、实值与复值、短程与长程量子场理论的统一模拟。研究人员利用OTA的可配置特性,系统研究了耦合范围连续变化的量子理论中关联函数在时空中的传播规律。在10-20个模式规模的系统中即可观测到量子场理论预测的关键特征,为实验验证奠定了重要基础。
