可扩展的冷原子量子模拟器:用于研究具有动态物质的3+1维U(1)晶格规范理论

高能物理(HEP)量子模拟研究领域的核心目标是实现对3+1维量子色动力学(QCD)微观实时动力学的第一性原理研究。然而,现有实验实现及未来理论方案仍局限于单维或二维空间。该研究团队在此取得重大突破——提出了一种基于线性规范保护的、实验上可实现的、可扩展的三维空间U(1)量子电动力学(QED)量子链路模型冷原子量子模拟器。通过树状张量网络模拟,研究人员采用平衡态及远离平衡态的观测指标对该量子模拟器性能进行基准测试,结果显示其与理想规范理论高度吻合。此外,该工作创新性地提出了一种模拟量子误差缓解方法,可有效抑制一阶非期望隧穿效应,显著提升了量子模拟结果与理想规范理论的一致性。这项发现为开发超越经典计算能力极限的3+1维晶格规范理论量子模拟器奠定了现实基础。
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提交arXiv: 2026-01-07 19:32

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