Quantum simulation of hyperbolic space with circuit quantum electrodynamics: From graphs to geometry
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Notice bibliographique
Résumé
We show how quantum many-body systems on hyperbolic lattices with nearest-neighbor hopping and local interactions can be mapped onto quantum field theories in continuous negatively curved space. The underlying lattices have recently been realized experimentally with superconducting resonators and therefore allow for a table-top quantum simulation of quantum physics in curved background. Our mapping provides a computational tool to determine observables of the discrete system even for large lattices, where exact diagonalization fails. As an application and proof of principle we quantitatively reproduce the ground state energy, spectral gap, and correlation functions of the noninteracting lattice system by means of analytic formulas on the Poincaré disk, and show how conformal symmetry emerges for large lattices. This sets the stage for studying interactions and disorder on hyperbolic graphs in the future. Importantly, our analysis reveals that even relatively small discrete hyperbolic lattices emulate the continuous geometry of negatively curved space, and thus can be used to experimentally resolve fundamental open problems at the interface of interacting many-body systems, quantum field theory in curved space, and quantum gravity.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle