Spontaneous symmetry breaking in a $SO(3)$ non-Abelian lattice gauge theory in $2+1$D with quantum algorithms
Notice bibliographique
Résumé
The simulation of various properties of quantum field theories is rapidly becoming a testing ground for demonstrating the prowess of quantum algorithms. Some examples include the preparation of ground states, as well as the investigation of various simple wave packets relevant for scattering phenomena. In this paper, we study the ability of quantum algorithms to prepare ground states in a matter-free non-Abelian $SO(3)$ lattice gauge theory in $2+1$D in a phase where the global charge conjugation symmetry is spontaneously broken. This is challenging for two reasons: the necessity of dealing with a large Hilbert space for gauge theories compared to that of quantum spin models, and the closing of the gap between the two ground states, which becomes exponentially small as a function of the volume. To deal with the large Hilbert space of gauge fields, we demonstrate how the exact imposition of the non-Abelian Gauss Law in the rishon representation of the quantum link operator significantly reduces the degrees of freedom. Further, to resolve the gap, we introduce symmetry-guided ansätze in the Gauss-Law-resolved basis for trial states as the starting point for the quantum algorithms to prepare the two lowest energy states. In addition to simulation results for a range of two-dimensional system sizes, we also provide experimental results from the trapped-ion-based quantum hardware, IonQ, when working on systems with four quantum links. The experimental/simulation results derived from our theoretical developments indicate the role of metrics--such as the energy and the infidelity--to assess the obtained results.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».