Eine relativistische diskrete Raumzeitformulierung von 3+1 QED

Eine relativistische diskrete Raumzeitformulierung von 3+1 QED

Zeitstempel: 8. November 2023, 11:17 Uhr
Quellknoten: 2969296

Nathanaël Eon1, Giuseppe Di Molfetta1, Giuseppe Magnifico2,3,4,5, und Pablo Arrighi6

1Aix-Marseille Université, Université de Toulon, CNRS, LIS, Marseille, Frankreich
2Dipartimento di Fisica e Astronomia „G. Galilei“, Universita` di Padova, I-35131 Padua, Italien
3Padua Quantum Technologies Research Center, Universita degli Studi di Padova
4Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Padova, I-35131 Padova, Italien
5Dipartimento di Fisica, Universita` di Bari, I-70126 Bari, Italien
6Université Paris-Saclay, Inria, CNRS, LMF, 91190 Gif-sur-Yvette, Frankreich

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Abstrakt

Diese Arbeit stellt ein relativistisches, digitales Quantensimulationsschema sowohl für die 2+1$- als auch die 3+1$-dimensionale Quantenelektrodynamik (QED) bereit, das auf einer diskreten Raumzeitformulierung der Theorie basiert. Es hat die Form eines Quantenschaltkreises, der sich über Raum und Zeit unendlich wiederholt und durch den Diskretisierungsschritt $Delta_t=Delta_x$ parametrisiert wird. Eine strikte Kausalität bei jedem Schritt ist gewährleistet, da die Stromkreisleitungen mit den lichtähnlichen Weltlinien der QED übereinstimmen; Die Simulationszeit unter Dekohärenz wird optimiert. Die Konstruktion wiederholt die Logik, die zum QED-Lagrange führt. Es geht nämlich vom Dirac-Quantengang aus, von dem bekannt ist, dass er in Richtung freier relativistischer Fermionen konvergiert. Anschließend wird der Quantenspaziergang auf zellulare Quantenautomaten mit mehreren Teilchensektoren erweitert, und zwar auf eine Weise, die die fermionischen Antikommutationsbeziehungen und die diskrete Eichinvarianzsymmetrie berücksichtigt. Beide Anforderungen können nur mit dem Aufwand der Einführung des Eichfeldes erreicht werden. Schließlich erhält das Eichfeld eine eigene elektromagnetische Dynamik, die als Quantenwanderung an jeder Plakette formuliert werden kann.

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Zitiert von

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