Laboratoire d'Informatique et Systèmes (LIS), Aix Marseille Université (AMU)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
International audience; Nowadays, quantum simulation schemes come in two flavours. Either they are continuous-time discrete-space models (a.k.a Hamiltonian-based), pertaining to non-relativistic quantum mechanics. Or they are discrete-spacetime models (a.k.a Quantum Walks or Quantum Cellular Automata-based) enjoying a relativistic continuous spacetime limit. We provide a first example of a quantum simulation scheme that unifies both approaches. The proposed scheme supports both a continuous-time discrete-space limit, leading to lattice fermions, and a continuous-spacetime limit, leading to the Dirac equation. The transition between the two can be thought of as a general relativistic change of coordinates, pushed to an extreme. As an emergent by-product of this procedure, we obtain a Hamiltonian for lattice-fermions in curved spacetime with synchronous coordinates.
