論文の概要: Quantum simulation of open quantum systems in heavy-ion collisions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.03571v2
• Date: Tue, 7 Sep 2021 18:13:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-29 17:49:40.156377
• Title: Quantum simulation of open quantum systems in heavy-ion collisions
• Title（参考訳）: 重イオン衝突における開量子系の量子シミュレーション
• Authors: Wibe A. de Jong, Mekena Metcalf, James Mulligan, Mateusz P{\l}osko\'n, Felix Ringer, Xiaojun Yao
• Abstract要約: 本稿では,量子コンピュータ上での高温・強結合クォークグルーオンプラズマ(QGP)における重クォークやジェットなどのハードプローブのダイナミクスをシミュレーションする枠組みを提案する。 我々の研究は、現在および短期量子デバイス上でのオープン量子システムをシミュレートできる可能性を示している。
• 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: We present a framework to simulate the dynamics of hard probes such as heavy quarks or jets in a hot, strongly-coupled quark-gluon plasma (QGP) on a quantum computer. Hard probes in the QGP can be treated as open quantum systems governed in the Markovian limit by the Lindblad equation. However, due to large computational costs, most current phenomenological calculations of hard probes evolving in the QGP use semiclassical approximations of the quantum evolution. Quantum computation can mitigate these costs, and offers the potential for a fully quantum treatment with exponential speedup over classical techniques. We report a simplified demonstration of our framework on IBM Q quantum devices, and apply the Random Identity Insertion Method (RIIM) to account for CNOT depolarization noise, in addition to measurement error mitigation. Our work demonstrates the feasibility of simulating open quantum systems on current and near-term quantum devices, which is of broad relevance to applications in nuclear physics, quantum information, and other fields.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータ上で高温かつ強結合したクォークグルーオンプラズマ(qgp)における重いクォークやジェットなどのハードプローブのダイナミクスをシミュレートする枠組みを提案する。 QGPのハードプローブは、リンドブラッド方程式によってマルコフ極限で支配されるオープン量子系として扱うことができる。 しかしながら、計算コストが大きいため、qgpで進化するハードプローブの現在の現象論的計算のほとんどは、量子進化の半古典的近似を用いる。 量子計算はこれらのコストを軽減し、古典的手法よりも指数関数的なスピードアップを伴う完全な量子処理の可能性を提供する。 我々は,ibm q量子デバイス上でのフレームワークの簡易デモンストレーションを行い,測定誤差軽減に加えて,cnot脱分極ノイズを考慮したランダムid挿入法(riim)を適用した。 本研究は、現在および近い将来の量子デバイス上でオープン量子システムをシミュレートする可能性を示し、核物理学、量子情報、その他の分野の応用に広く関連している。

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