Grassmann Matrix Product States as a Tool for Ultracold-atom Model Systems
格拉斯曼矩阵产品状态作为超冷原子模型系统的工具
基本信息
- 批准号:1708049
- 负责人:
- 金额:$ 18万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-08-15 至 2022-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This project involves basic research in computational physics at the interface between theoretical ultracold-atom physics and quantum-information theory. These are two very active areas of study, widely regarded as enablers for future quantum-based technologies, including quantum computation. The principal aim of the project is to further the development of variational algorithms for describing non-relativistic continuous model systems. These algorithms can be used to describe model systems of interacting cold-atom gases with mass-imbalance, including in the presence of optical lattices, and/or with mixtures of fermions and bosons. The research will be conducted in close collaboration with students and in an open manner. Broad dissemination is planned by including research-developed computational tools in graduate courses and by disseminating results in multiple venues, including to the general public. The latter will be done in collaboration with Cincinnati's Museum of Natural History and Science and involving students as part of their formative experience in science communication.The new continuum Matrix-Product States (cMPS) ansatz will be the main focus of attention in the proposed research. It constitutes the meeting of ideas coming from the theory of integrable systems and the tensor-network methods of quantum-information theory. Furthermore, cMPS brings in a new alternative to look at one-dimensional quantum field theories (QFTs) from a variational perspective. They provide valuable non-perturbative insights into the structure of strongly-coupled QFTs, whose fundamental nature permeates many different branches of physics. Developing these new theoretical and computational ideas in the context of quantum simulations using cold atoms will bring in an extra dimension of merit and add to the growing synergies between cold-atom experiments and many-body theories. In terms of computational infrastructure, the project will leverage the resources of the Ohio Supercomputing Center.
该项目涉及在理论超低原子物理学与量子信息理论之间接口上计算物理学的基础研究。这是两个非常活跃的研究领域,被广泛认为是未来基于量子的技术的推动者,包括量子计算。 该项目的主要目的是进一步开发用于描述非相关连续模型系统的变异算法。这些算法可用于描述具有质量不平衡的冷原子气体相互作用的模型系统,包括在光学晶格的情况下和/或带有费米和玻色子的混合物。这项研究将与学生密切合作,并以公开的方式进行。通过在研究生课程中包括研究开发的计算工具并在包括公众在内的多个场所中传播结果,可以计划进行广泛的传播。后者将与辛辛那提的自然历史和科学博物馆合作,并将学生参与到科学交流中。它构成了来自可整合系统理论的思想和量子信息理论的张量 - 网络方法。此外,CMP带来了一种新的替代方案,可以从各个角度看一维量子场理论(QFTS)。它们为强键QFT的结构提供了有价值的非扰动见解,其基本性质渗透到许多不同的物理分支。在使用冷原子的量子模拟的背景下,开发这些新的理论和计算思想将带来额外的优点,并增加冷原子实验和多体理论之间不断增长的协同作用。就计算基础架构而言,该项目将利用俄亥俄州超级计算中心的资源。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Multiple phase separation in one-dimensional mixtures of mass- and population-imbalanced attractive Fermi gases
- DOI:10.1103/physreva.96.023609
- 发表时间:2016-12
- 期刊:
- 影响因子:2.9
- 作者:Sangwoo S. Chung;C. Bolech
- 通讯作者:Sangwoo S. Chung;C. Bolech
Quantum coherent states of interacting Bose-Fermi mixtures in one dimension
- DOI:10.1103/physrevresearch.4.l022034
- 发表时间:2021-10
- 期刊:
- 影响因子:4.2
- 作者:C. Peacock;Aleksandar Ljepoja;C. Bolech
- 通讯作者:C. Peacock;Aleksandar Ljepoja;C. Bolech
Derivation of matrix product states for the Heisenberg spin chain with open boundary conditions
具有开放边界条件的海森堡自旋链矩阵积态的推导
- DOI:10.1103/physreve.95.032127
- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:2.4
- 作者:Mei, Zhongtao;Bolech, C. J.
- 通讯作者:Bolech, C. J.
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