論文の概要: Efficient Simulation of Loop Quantum Gravity -- A Scalable Linear-Optical Approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.03414v3
• Date: Sun, 3 Jan 2021 22:59:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-30 08:48:34.760340
• Title: Efficient Simulation of Loop Quantum Gravity -- A Scalable Linear-Optical Approach
• Title（参考訳）: ループ量子重力の効率的なシミュレーション-スケーラブル線形光学的アプローチ
• Authors: Lior Cohen, Anthony J. Brady, Zichang Huang, Hongguang Liu, Dongxue Qu, Jonathan P. Dowling, Muxin Han
• Abstract要約: 主要なアプローチはループ量子重力(LQG)である。 我々は光量子ゲートの進化がLQGのスピンフォーム振幅をシミュレートする線形光学シミュレータを設計する。 この研究は、量子重力と量子情報を関連付ける新しい方法を開き、理論の理解を拡大する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The problem of simulating complex quantum processes on classical computers gave rise to the field of quantum simulations. Quantum simulators solve problems, such as Boson sampling, where classical counterparts fail. In another field of physics, the unification of general relativity and quantum theory is one of the greatest challenges of our time. One leading approach is Loop Quantum Gravity (LQG). Here, we connect these two fields and design a linear-optical simulator such that the evolution of the optical quantum gates simulates the spinfoam amplitudes of LQG. It has been shown that computing transition amplitudes in simple quantum field theories falls into the class BQP -- which strongly suggests that computing transition amplitudes of LQG are classically intractable. Therefore, these amplitudes are efficiently computable with universal quantum computers which are, alas, possibly decades away. We propose here an alternative special-purpose linear-optical quantum computer, which can be implemented using current technologies. This machine is capable of efficiently computing these quantities. This work opens a new way to relate quantum gravity to quantum information and will expand our understanding of the theory.
• Abstract（参考訳）: 古典的コンピュータ上の複雑な量子過程をシミュレーションする問題は、量子シミュレーションの分野を生み出した。 量子シミュレータはボソンサンプリングのような問題を解き、古典的手法は失敗する。 別の物理学分野において、一般相対性理論と量子論の統一は、我々の時代の最大の課題の1つである。 主要なアプローチはLoop Quantum Gravity (LQG)である。 ここでは、これらの2つのフィールドを接続し、光量子ゲートの進化がLQGのスピンフォーム振幅をシミュレートするように線形光学シミュレータを設計する。 単純な量子場理論における遷移振幅の計算はクラスBQPに該当することが示されており、これはLQGの遷移振幅の計算が古典的に難解であることを強く示唆している。 したがって、これらの振幅は何十年も先にある普遍量子コンピュータで効率的に計算できる。 本稿では、現在の技術を用いて実装可能な、代替の特殊目的線形光学量子コンピュータを提案する。 この機械はこれらの量を効率的に計算することができる。 この研究は、量子重力と量子情報を関連付ける新しい方法を開き、理論の理解を広げます。

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