Hardware-efficient formulation of molecular cavity-QED Hamiltonians
针对腔 QED 哈密顿量的经典模拟瓶颈,本文在 Qiskit Nature 中实现玻色子与混合算符,并提出局域化光子基矢的一维量子比特链映射,结合零噪声外推恢复准确自发辐射动力学。
2025-10-20 physics.atom-ph quant-ph
Noncovariant gauge fixing in the quantum Dirac field theory of atoms and molecules
本文从量子电动力学的Weyl规范表述出发,利用非相对论QED的技巧,推广了量子力学规范固定的形式。这涉及到通过规范不变横向自由度的任意泛函来表达冗余规范自由度。可以选择特定的泛函来产生库仑规范和庞加莱规范表示。因此,我们得到的哈密顿量作为一个很好的起点,通过相对论狄拉克场的原子和分子的描述。我们讨论了重要的影响,由于规范的自由,仍然存在于我们的制定非协变规范QED的本体论。
2012-10-22 quant-ph
Regularised Arbitrary Gauge non-Relativistic QED
Newcastle University(纽卡斯尔大学)
开发了正则化任意规范非相对论量子电动力学,比较库仑与多极描述,分析正则化对微扰理论的影响,并讨论短程现象包括Dicke临界性。
2026-06-07 quant-ph
A quantum cellular automaton for one-dimensional QED
本文提出了一种基于量子元胞自动机的一维量子电动力学(Schwinger模型)的离散时空模型,即局域量子门的几何不变电路.它们具有精确的规范协方差和最大的信息传播速度。在这幅图中,相互作用量子场论被定义为一个“收敛”的量子元胞自动机序列,由时空晶格间距参数化--包含连续极限和重整化的概念,同时提供了一个量子模拟算法的动力学。
2020-02-04 cond-mat.other cs.DM hep-lat
Coherent-field QED transitions based on coherent-state boundary conditions
National Institute for Fusion Science, National Institutes of Natural Sciences(日本国立研究开发法人 国立自然科学研究所 核聚变科学研究所);The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI(综合研究大学院大学)
本文通过凝聚态边界条件重新诠释QED中的背景场近似,揭示其作为完整QED的受控极限。
2026-07-29 hep-ph physics.optics physics.plasm-ph
A new theory bridging non-relativistic and QED-based path integrals unveils more than quantum mechanics
College of Science, Hunan Univ ersity of Technology, Zhuzhou 412007, Hunan Province, China
本文提出一种新理论,连接非相对论和QED路径积分,揭示了量子现象如自旋和量子非局部关联的潜在解释,超越传统量子力学。
2024-03-09 physics.gen-ph quant-ph
Exploring Parameter Redundancy in the Unitary Coupled-Cluster Ansatze for Hybrid Variational Quantum Computing
针对 UCCSD 拟设参数随系统规模不利增长的问题,本文结合自旋适配、小振幅过滤和基于熵的轨道选择识别参数冗余,在小分子上显著减少 VQE 优化参数数与收敛时间。
2023-04-06 quant-ph
Kinetic theory of QED plasmas in a strong electromagnetic field. II. The mean-field description
本文从广义相对论动力学方程出发,采用协变密度矩阵方法导出了强外场中QED等离子体的费米子自洽平均场方程。一个薛定谔图片制定类空超平面。分布函数的演化由在旋量空间中分解的单粒子规范不变的4x4维格纳矩阵描述。相应的维格纳分量的耦合系统的方程得到。极化电流用维格纳函数表示。遵守电荷守恒。在Wigner分量的准经典极限下,得到了一个相对论性的Vlasov方程,它是以不变的形式表示的,即与超平面无关的形式。
2001-06-01 hep-th physics.plasm-ph quant-ph
Variational theory of non-relativistic quantum electrodynamics
实现光与物质之间超强耦合的能力有望带来控制材料特性的新方法,在原子尺度上操纵光的新概念,以及对量子电动力学(QED)的全新见解。因此,有必要发展量子电动力学现象在复杂的电子和光子系统的定量理论。在这封信中,我们开发了一个变分理论的一般非相对论QED系统的耦合光和物质。对于我们的分析来说,重要的是一个有效的光子真空的概念,它的模式与没有光-物质耦合的模式不同。这个变分公式导出了一组描述实空间中多光子模耦合的多电子系统的基态的一般方程。作为量子电动力学中对基态和激发态能量的从头计算方法的第一步,我们应用我们的理论描述了一个耦合到多个光学模式的多能级发射体,一个没有解析解的系统。我们发现一个紧凑的半解析公式,它描述了地面和激发态能量小于1%的误差在所有制度的耦合参数允许的总和规则。此外,我们的配方基本上提供了一个非微扰理论的兰姆位移和Casimir-波尔德力,以及提出新的物理概念,如腔中的一个原子的Casimir能量。我们的方法应该引起在一般QED系统中的现象,如卡西米尔力,兰姆位移,自发发射,和其他波动电动力学效应的高度准确的描述。
2018-10-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Linguistic Predictability and Search Complexity: How Linguistic Redundancy Constraints the Landscape of Classical and Quantum Search
University of L’Aquila(拉奎拉大学);Independent Researcher(独立研究者)
研究通过混合经典-量子框架分析文艺复兴时期意大利文本的语言规律与计算搜索复杂性,利用字符n-gram模型评估替代密码搜索过程,揭示语言冗余对搜索空间收缩的影响。
2025-11-17 quant-ph
A quantum mechanism underlying the gauge symmetry in quantum electrodynamics
本文给出了一个完全建立在量子基础上的量子电动力学(QED)基本内容的表述。这是通过从基本水平上放弃这样的假设来实现的:裸光子的自旋空间应该(有效地)具有与实验观察到的自由光子相同的性质。在此公式中,当构造光子场时,不能忽略动量为零的裸光子,并导出了光子场相关部分的显式表达式。当对电子场进行局域规范变换时,这个表达式预测的变化结果等于规范对称性对规范场的要求。这给出了一个明确的机制,通过该机制,光子场可以在QED的规范变换下发生变化。
2020-06-15 hep-th physics.gen-ph quant-ph
Effective theory for matter in non-perturbative cavity QED
从一般的物质系统的$N$粒子耦合到一个腔,我们使用的相干态路径积分制定生产的非微扰有效的理论的材料自由度。我们处理的图像电荷,$A^2$长期和多模任意几何形状的腔的影响。由此产生的(非局部)作用使光子自由度被粒子之间的有效位置相关相互作用所取代。在大- $N$极限下,我们讨论了如何将理论转换成一个有效的哈密顿量,其中腔诱导相互作用是明确的。该理论是适用的,超越腔QED,任何系统,散装材料线性耦合到一个对角化玻色子浴。我们强调的差异与其他知名的方法和数值研究的有限尺寸标度的Dicke模型的理论。最后,我们展示了它的描述能力与三个例子:光子凝聚,二维自由电子气体在一个腔和修改的分子自旋之间的磁相互作用,恢复,压缩和扩展最近的文献中的一些结果。
2022-03-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Discrete aspects of continuous symmetries in the tensorial formulation of Abelian gauge theories
我们表明,标准的身份和定理的晶格模型与$U(1)$对称性得到重新离散表示在这些模型的张量制定。我们解释了连续晶格运动方程和张量的离散选择规则之间的几何相似性。我们构造了一个任意维的规范不变传输矩阵。我们证明了它的规范固定的版本在一个最大的时间规范的等价性,并解释如何离散高斯定律总是强制执行。我们提出了一种噪声鲁棒的方法来实现高斯定律在任意维度。我们重新表述了整体,局部,连续或离散阿贝尔对称的诺特定理:对于每个给定的对称,有一个相应的张量冗余。在两种可解的情形下,讨论了具有周期边界条件的经典解的半经典逼近。我们证明了它们的弱耦合极限与泊松求和后的张量公式的对应关系。我们简要地讨论了与其他方法的联系和对量子计算的影响。
2020-07-03 hep-lat hep-th quant-ph
Scalable quantum computation of Quantum Electrodynamics beyond one spatial dimension
提出一种保持规范不变性的可扩展QED量子算法,解决高维玻色子场无限维希尔伯特空间问题,并在当前硬件验证2+1和3+1维设置,为大规模QED量子模拟奠定基础。
2025-10-31 hep-lat hep-th quant-ph
Beyond Fermi's Golden Rule in Free-Electron Quantum Electrodynamics: Acceleration/Radiation Correspondence
本文提出了一个统一的量子光-物质相互作用的倒易量子电动力学(QED)公式。在电子-光相互作用方面,我们将光子诱导近场电子显微镜(PINEM)、激光诱导粒子加速器和辐射源(如自由电子激光(FEL)、跃迁辐射和Smith-Purcell效应)的基础理论联系起来。我们证明了电子的能量损失/增益和辐射光谱之间的电子-光子光谱互易关系。这种“加速度/辐射对应”(ARC)保存了交换的电子能量和光子数,并且在量子电子波包(QEW)的情况下,显示出对QEW的历史相关相位和形状的明确依赖。它起源于相互作用引起的量子干涉项,这在费米的黄金法则分析中通常被忽略。我们将量子电动力学的一般公式应用于受激相互作用和量子特征电子的经典光和量子光的自发发射。相干态(“经典”光)和压缩态光的“自发”辐射被压缩真空增强。这种互惠ARC制定有希望扩展到量子光和量子物质相互作用的其他基础研究问题。
2019-04-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
High-Energy Collision of Quarks and Mesons in the Schwinger Model: From Tensor Networks to Circuit QED
本文用均匀矩阵乘积态张量网络模拟1+1维Schwinger模型中夸克和介子的高能散射,并提出原生电路QED实现方案。
2024-02-28 cond-mat.mes-hall hep-lat hep-ph
Shape-Dependence of Spontaneous Photon Emission by Quantum Electron Wavepackets and the QED Origin of Bunched Electron Beam Superradiance
本文揭示了自由电子自发辐射光子态的非经典性依赖于量子电子波函数形状,并通过QED分析证明密度调制电子束中非对角项相位是超辐射(辐射正比于N_e^2)的起源,为增强量子电子相互作用提供了新途径。
2024-01-11 physics.optics quant-ph
Spectral Bias in Variational Quantum Machine Learning
University College London(伦敦大学学院)
本文研究了变分量子电路中频谱偏差现象,揭示了冗余性对收敛速率和鲁棒性的影响。
2026-01-08 cs.LG quant-ph
Qubit state tomography in superconducting circuit via weak measurements
本文研究了在电路QED系统中基于弱测量和弱值概念直接测量量子比特态的方案,并将分析推广到有限强度弱测量及超越坏腔和弱响应极限的一般参数条件,证明其可在当前实验水平下实现。
2016-06-15 quant-ph
Quantum Nondecimated Wavelet Transform: Theory, Circuits, and Applications
Texas A&M University(德克萨斯A&M大学)
本文提出两种量子NDWT方法,利用冗余性和平移不变性进行多尺度量子信号处理,应用于去噪、特征提取和频谱缩放。
2025-12-25 cs.LG physics.data-an quant-ph
Optimal filtering for a giant cavity in waveguide QED systems
Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);The Hong Kong Polytechnic University(香港理工大学);Australian National University(澳大利亚国立大学)
本文设计了用于估计巨腔状态演化的最优滤波器,通过推导Heisenberg图中的Langevin方程,考虑了非局部耦合和多延迟动态特性,解决了非交换性问题,并通过数值模拟验证了滤波器的有效性。
2026-03-24 cs.SY eess.SY quant-ph
Fighting non-locality with non-locality: microcausality and boundary conditions in QED
OIST(冲绳科学技术大学院大学)
通过非局域边界条件和相对化局部化观念,在QED中实现带电可观测量的局部化,揭示了微因果性与边界条件的联系。
2025-12-18 gr-qc hep-th quant-ph
Soft QED as Open Quantum System: Infrared Cancellation and Soft-Shell Coarse Graining
Kwangwoon University(光云大学)
将未分辨的软光子视为环境,利用开放量子系统形式化QED中的红外发散消除,通过影响泛函和软光子定理实现概率的红外有限性,并导出尺度参数化的Lindblad演化。
2026-06-29 cond-mat.stat-mech hep-ph hep-th