論文の概要: Quantum simulation of quantum field theories as quantum chemistry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.13234v6
- Date: Sat, 28 Nov 2020 09:54:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-21 22:02:13.615216
- Title: Quantum simulation of quantum field theories as quantum chemistry
- Title（参考訳）: 量子化学としての量子場理論の量子シミュレーション
- Authors: Junyu Liu, Yuan Xin
- Abstract要約: コンフォーマル・トランケーション(英: Conformal truncation)は、一般的な強結合量子場理論を解くための強力な数値法である。
量子計算は格子近似の基本的な物理を理解するのに役立つだけでなく、直接量子場理論の手法をシミュレートすることも示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.208624182273288
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Conformal truncation is a powerful numerical method for solving generic
strongly-coupled quantum field theories based on purely field-theoretic
technics without introducing lattice regularization. We discuss possible
speedups for performing those computations using quantum devices, with the help
of near-term and future quantum algorithms. We show that this construction is
very similar to quantum simulation problems appearing in quantum chemistry
(which are widely investigated in quantum information science), and the
renormalization group theory provides a field theory interpretation of
conformal truncation simulation. Taking two-dimensional Quantum Chromodynamics
(QCD) as an example, we give various explicit calculations of variational and
digital quantum simulations in the level of theories, classical trials, or
quantum simulators from IBM, including adiabatic state preparation, variational
quantum eigensolver, imaginary time evolution, and quantum Lanczos algorithm.
Our work shows that quantum computation could not only help us understand
fundamental physics in the lattice approximation, but also simulate quantum
field theory methods directly, which are widely used in particle and nuclear
physics, sharpening the statement of the quantum Church-Turing Thesis.
- Abstract（参考訳）: 共形切断(conformal truncation)は、格子正規化を導入することなく純粋場理論に基づく強結合量子論を解く強力な数値解法である。
量子デバイスを用いた計算の高速化について,短期的および将来の量子アルゴリズムを用いて検討する。
この構成は量子化学(量子情報科学において広く研究されている)に現れる量子シミュレーション問題と非常に似ており、再正規化群理論は共形切断シミュレーションの場理論解釈を提供する。
二次元量子色力学(qcd)を例にとると、変分量子シミュレーションやデジタル量子シミュレーションの、理論、古典実験、あるいはibmの量子シミュレータのレベルでの様々な明示的な計算、例えば、断熱状態準備、変分量子固有解法、虚数時間発展、量子ランチョスアルゴリズムなどがある。
我々の研究は、量子計算が格子近似における基礎物理学を理解するのに役立つだけでなく、素粒子や核物理学で広く使われている量子場理論の手法を直接シミュレートし、量子チャーチチューリング理論の主張を研ぎ澄ましていることを示している。
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