Quantensimulatoren für stark wechselwirkende Feldtheorien (speziell Yang-Mills-Felder)

强相互作用场论（尤其是杨米尔斯场）的量子模拟器

• 批准号: 28894814
• 负责人: Professor Dr. Rüdiger Schmidt, since 4/2008 (†)
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Theoretische Physik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2005-12-31 至 2009-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/28894814?language=en
• 关键词: Quantensimulatoren; stark; wechselwirkende; Feldtheorien; speziell

In vielen Gebieten der Physik besteht die größte Schwierigkeit in unserem ungenügenden Verständnis von stark wechselwirkenden Quantenfeldtheorien (allgemein: Quantensystemen mit vielen Freiheitsgraden). Diese Systeme sind nur sehr begrenzt analytisch handhabbar und numerische Verfahren (wie z.B. Gitter-QCD) erfordern einen mit der Systemgröße exponentiell anwachsenden Aufwand, da die Anzahl der Quantenzustände derart stark ansteigt.Dieser exponentiell steigende Aufwand trifft jedoch nur auf klassische Computer zu - Quantencomputer würden für diese Simulationen deutlich weniger (d.h. polynomial steigende) Ressourcen benötigen, da sie direkt im quantenmechanischen Zustandsraum operieren. Leider sind universelle Quantencomputer in der benötigten Größe zur Zeit (und voraussichtlich auch in naher Zukunft) nicht verfügbar. Daher stellen Quantensimulatoren eine interessante Alternative dar: Dies sind speziell konstruierte Quantensysteme im Labor, deren Dynamik (d.h. Hamilton-Operator) in guter Näherung denselben Bewegungsgleichungen wie die zu simulierende stark wechselwirkenden Quantenfeldtheorie unterliegt.Im vorliegenden Projekt sollen die Möglichkeiten und Anforderungen für die Konstruktion von derartigen Quantensimulatoren für stark wechselwirkende Quantenfeldtheorien untersucht werden. Ausgehend von einfachen Modellsystemen (z.B. (T-Modell), soll dabei die Simulation von Yang-Mills-Feldern verschiedener Komplexität [z.B. SU (2) bzw. SO(3) statt SU (3) in 3+1 oder weniger Dimensionen] angestrebt werden. Nach der Erarbeitung von realistischen Szenarios für eine experimentelle Realisierung dieser Quantensimulatoren erfordert dies eine Abschätzung der zu erwartenden Störungen (z.B. Dekohärenz).

In vielen Gebieten der Physik besteht die größte Schwierigkeit in unserem ungenügenden Verständnis von stark wechselfkenden Quantenstein theorien（allgemein：Quantensystemen mit vielen Freiheitsgraden）.这一系统只进行了简单的分析和数值计算（如Z.B. Gitter-QCD）是一个带有系统级指数展开器的量子计算机系统，它的指数展开器只在经典的量子计算机上进行，而在德国进行模拟（d.h.多项式）Ressourcen benötigen，da sie direkt im quantenmechanischen Zustandsraum operieren. Leider sind universelle Quantencomputer in der benötigten Größe zur Zeit（und voraussichtlich auch in naher Zukunft）nicht verfügbar. Daher stellen Quantensimulatoren eine interestant Alternative dar：Dies sind speziell konstruierte Quantensysteme im Labor，deren Dynamik（d.h. Hamilton-Operator）在guter Näherung denselben Bewegungsgleichungen wie die zu simulierende stark wechselfkenden Quantensimulatoren unterliegt.Im vorliegenden Projekt sollen die Möglichkeiten und Anforderungen für die Construktion von derartigen Quantensimulatoren für stark wechselfkende Quantensimulatoren untersucht韦尔登. Ausgehire von einfachen Modellsystemen（z.B.（T-Modell），soll dabei die Simulation von Yang-Mills-Feldern versedener Komplexität [z.B. SU（2）bzw. SO（3）表示SU（3）的3+1或更小的韦尔登。Nach der Erarbeitung von realistischen Szenarios für eine experimentelle Realisierung dieser Quantensimulatoren erfordert dies eine Abschätzung der zu erwartenden Störungen（z.B. Dekohärenz）。