Quantum simulation of (1+1)D QED via a Zn lattice Gauge theory

La simulazione di un sistema quantistico complesso rappresenta ancora oggi una sfida estremamente impegnativa a causa degli elevati costi computazionali. La dimensione dello spazio di Hilbert cresce solitamente in modo esponenziale all'aumentare della taglia, rendendo di fatto impossibile una implementazione esatta anche sui più potenti calcolatori. Nel tentativo di superare queste difficoltà, sono stati sviluppati metodi stocastici classici, i quali tuttavia non garantiscono precisione per sistemi fermionici fortemente interagenti o teorie di campo in regimi di densità finita. Di qui, la necessità di un nuovo metodo di simulazione, ovvero la simulazione quantistica. L'idea di base è molto semplice: utilizzare un sistema completamente controllabile, chiamato simulatore quantistico, per analizzarne un altro meno accessibile. Seguendo tale idea, in questo lavoro di tesi si è utilizzata una teoria di gauge discreta con simmetria Zn per una simulazione dell'elettrodinamica quantistica in (1+1)D, studiando alcuni fenomeni di attivo interesse di ricerca, come il diagramma di fase o la dinamica di string-breaking, che generalmente non sono accessibili mediante simulazioni classiche. Si propone un diagramma di fase del modello caratterizzato dalla presenza di una fase confinata, in cui emergono eccitazioni mesoniche ed antimesoniche, cioè stati legati particella-antiparticella, ed una fase deconfinata.

Lewis acid catalysed direct glycosylation of N-acetyl-D-glucosamine

Incorporation of the relevant monosaccharide N-Acetyl-D-glucosamine (GlcNAc) into synthetic oligosaccharides by chemical glycosylation is still a very challenging object of studies, since direct reactions are low yielding. This issue is generally ascribed to its low solubility in common solvents and to the formation of a poorly reactive oxazoline intermediate, which is typically bypassed by introducing extra synthetic steps to avoid the presence of the NHAc moiety during glycosylation. Recently, a new direct Lewis acids-catalysed GlcNAc-ylation protocol has been disclosed, with acylated donors appearing to hold potential for high yielding glycosylation reactions. This master project focused indeed on a novel synthesis of promising 1-acyl GlcNAc donors, in order to test them in direct Lewis acid catalysed glycosylation without the need of N-protecting groups. Screening of various Lewis acids and reaction conditions with these acylated donors has been carried out, in presence of reactive primary alcohols as well as more challenging carbohydrate acceptor alcohols. These experiments demonstrated that the fine tuning of the leaving group combined with a suitable metal triflate could lead to a successful reaction outcome in the direct glycosylation. Successful methodology of this kind would provide rapid access to naturally occurring N-glycan motifs, such as the highly relevant human milk oligosaccharides (HMOs).