Simulation von Quantenfeldtheorien mit Licht

Kooperation zwischen Jena und Ulm schlägt optische Quantensimulation von Quantenfeldtheorien vor

Mapping between a discretized quantum field theory and an integrated photonic circuit

Foto: Prof. Dr. Martin Gärttner
Mapping between a discretized quantum field theory and an integrated photonic circuit

Meldung vom:

Integrierte photonische Chips sind programmierbare Multimoden-Interferometer, die als hochgradig konfigurierbare Plattform dienen, um die zeitliche Entwicklung nicht-wechselwirkender bosonischer Quantensysteme rein mit Licht zu realisieren. Wir entwickeln einen Algorithmus, um die Zeitentwicklung freier skalarer Quantenfeldtheorien in solche optischen Schaltkreise zu zerlegen. Der wesentliche Vorteil dieses Algorithmus besteht darin, dass zur Simulation unterschiedlicher Entwicklungszeiten lediglich ein Element des Schaltkreises – nämlich eine Schicht von Phasenschiebern – angepasst werden muss, während der übrige photonische Schaltkreis unverändert bleiben kann. Unser in *PRX Quantum* veröffentlichter Ansatz ermöglicht es, kosmologische Phänomene, die durch skalare Felder auf gekrümmten Raumzeit-Hintergründen modelliert werden – und möglicherweise sogar Minimalmodelle der Quantengravitation –, direkt in quantenoptischen Laborexperimenten zu beobachten.

Zum Paper: https://journals.aps.org/prxquantum/abstract/10.1103/8z9p-tygzExterner Link