Hadron LSH GitHub

Quantum simulation · SU(2) lattice gauge theory

Wanneer wordt een
hadron meetbaar?

Een reproduceerbare workbench voor niet-Abelse hadrondynamica — van 120-qubit-QASM op IBM-hardware tot tensor-netwerken en een expliciet gevalideerde LSH-Hamiltoniaan.

Bekijk de metingen Lees het paper
LSH ketenN = 60
LSH-rooster Een keten van alternerende lege en bezette sites met inkomende en uitgaande qubitbezettingen. SCV vac meson vac SCV nᵢ nₒ
120qubits
x = 100koppeling
20Trotterstappen

Niet één algoritme op drie machines, maar drie complementaire bewijslijnen: hardware-executie, dezelfde gecompileerde circuits op klassieke MPS-simulators, en onafhankelijke kleine-systeemvalidatie van de onderliggende Hamiltoniaan.

01 · Architectuur

Drie routes, één controlevraag

Elke route beantwoordt een ander deel van de reproduceerbaarheidsvraag.

A

Quantum hardware

Fire Opal + IBM

De oorspronkelijke unitary QASM krijgt volledige Z-metingen en aparte all-0/all-1-readoutkalibratie.

  • 120 qubits
  • SCV en meson
  • Ruwe en gecorrigeerde counts
→ Δnf, Q, hardwaretijd
B

Circuitniveau

Aer + ITensor MPS

Dezelfde gecompileerde QASM wordt lokaal als matrix-product state doorgerekend.

  • Apples-to-apples circuitcheck
  • Bond-dimensie en cutoff expliciet
  • Geen volledige paper-TDVP
→ klassieke sanity baseline
C

Fysische validatie

LSH dense → MPO → TDVP

Lokale LSH-operatoren worden ingebed in Gauss-law-geldige sectoren en vergeleken met exacte evolutie.

  • Hermiticiteit en sectorbehoud
  • Dense-versus-MPO-controle
  • Opbouw richting N = 60
→ validatie van de modelimplementatie

02 · Fysica

Gauge-invariante bouwstenen

De Loop-String-Hadron-representatie herschrijft de lokale vrijheidsgraden als een bosonische loopvariabele en twee binaire fermionbezettingen.

|nℓ, ni, no⟩
nℓ
bosonische flux, numeriek afgekapt
ni, no
inkomende en uitgaande fermionbezetting
Q
behouden totale lading; doelwaarde Q = 60

Dimensieloze Hamiltoniaan

H = HE + μHM + xHI

Abelian Gauss Law op iedere link

NL(r) = NR(r + 1)
NL = nℓ + no(1 − ni) NR = nℓ + ni(1 − no)

Uit de Z-basiscounts

n = ½(1 − ⟨Z⟩)

Het lokale signaal is Δnf = nfmeson − nfSCV.

03 · Resultaten

Stap 5 in perspectief

De tijden hieronder hebben verschillende scopes. Dat onderscheid is onderdeel van het resultaat.

Fire Opal main circuits

0,987s hardware-only · 512 shots · ibm_fez
Aer MPS · compiled QASM34,281 s34,7×
ITensor MPS · compiled QASM174,611 s176,9×
Paper · Pauli Propagation CPU477,447 s483,7×
Paper · Pauli Propagation GPU547,581 s554,7×
Paper · ITensor/TDVP TN584,092 s591,7×

Fire Opal smoke runs

Signaal over Trotterdiepte

alle acties succesvol
StapDiepteRuwe ΔnfReadout-gecorrigeerdHardwaretijd
0566−0,75195−0,764250,987 s
10125+0,32422+0,334841,581 s
15177−0,06836−0,054412,175 s
20237−0,38672−0,390002,769 s

Hardwaretijd = geschatte circuitduur × shots. Geen queue, compilatie, API-wachttijd of lokale decoding.

Dense ↔ MPO/TDVP · N = 4

1,20 × 10−8 RMSE in lokaal Q-profiel

Energieverschil

1,11 × 10−11 exacte versus TDVP-evolutie

Normverschil

2,50 × 10−13 kleine-systeem-smoketest

04 · Claimgrenzen

Wat deze repo wel — en nog niet — aantoont

Een snelle executietijd is pas overtuigend als taak, nauwkeurigheid en tijdsdefinitie gelijk zijn.

Onderbouwd

Reproduceerbare technische route

  • Fire Opal-actions en metadata zijn lokaal vastgelegd.
  • Dezelfde QASM is klassiek op MPS-niveau getest.
  • Het kleine LSH-MPO-pad stemt overeen met exacte evolutie.
  • Globale lading Q fungeert als fysieke diagnosedrempel.
Nog open

Volledige advantage-claim

  • Lokale Δnf en tracker-nf(t) hebben nog geen gelijke normalisatie.
  • De N = 60 LSH-TDVP-reproductie is nog niet lokaal uitgevoerd.
  • Hardware-only tijd is geen end-to-end wall-clocktijd.
  • De 512-shot-runs zijn smoke tests, geen precisiecampagne.

05 · Begin hier

Lees de repo in deze volgorde

  1. 01
    README.md

    Doel, mappen en actuele claimgrens.

  2. 02
    HADRON_FIRE_OPAL.md

    Hardwareflow, runtimes en benchmarkresultaten.

  3. 03
    hadron_observable_analyzer.py

    Van Z-basiscounts naar Q en Δnf.

  4. 04
    lsh_mpo_build_notes.md

    De route van lokale LSH-basis naar MPO/TDVP.

  5. 05
    hadron_quantum_win_boundary.md

    De compacte, actuele timinginterpretatie.

Open, controleerbaar, begrensd

Van een indrukwekkend getal
naar een toetsbare claim.

Bekijk de repository Paper op arXiv