論文の概要: Selected topics of quantum computing for nuclear physics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.01431v1
- Date: Tue, 3 Nov 2020 02:35:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-25 11:57:21.345690
- Title: Selected topics of quantum computing for nuclear physics
- Title（参考訳）: 量子コンピューティングの核物理学への応用
- Authors: Dan-Bo Zhang, Hongxi Xing, Hui Yan, Enke Wang, and Shi-Liang Zhu
- Abstract要約: 量子ゲージ場と物質が組み合わさった量子ゲージ場によって説明される核物理学は、基本的に重要である。
量子コンピューティングは、おそらく核物理学の研究と理解のための転換的なアプローチを提供する。
量子ゲージ場と核物理学をシミュレーションするためのデジタル量子シミュレーションアプローチは多くの注目を集めている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.24466725954625884
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Nuclear physics, whose underling theory is described by quantum gauge field
coupled with matter, is fundamentally important and yet is formidably challenge
for simulation with classical computers. Quantum computing provides a perhaps
transformative approach for studying and understanding nuclear physics. With
rapid scaling-up of quantum processors as well as advances on quantum
algorithms, the digital quantum simulation approach for simulating quantum
gauge fields and nuclear physics has gained lots of attentions. In this review,
we aim to summarize recent efforts on solving nuclear physics with quantum
computers. We first discuss a formulation of nuclear physics in the language of
quantum computing. In particular, we review how quantum gauge fields~(both
Abelian and non-Abelian) and its coupling to matter field can be mapped and
studied on a quantum computer. We then introduce related quantum algorithms for
solving static properties and real-time evolution for quantum systems, and show
their applications for a broad range of problems in nuclear physics, including
simulation of lattice gauge field, solving nucleon and nuclear structure,
quantum advantage for simulating scattering in quantum field theory,
non-equilibrium dynamics, and so on. Finally, a short outlook on future work is
given.
- Abstract（参考訳）: アンダーリング理論が物質と結合した量子ゲージ場によって記述される核物理学は基本的に重要であり、しかしながら古典的コンピュータとのシミュレーションには極めて困難である。
量子コンピューティングは、原子核物理学の研究と理解におそらく変換的なアプローチを提供する。
量子プロセッサの急速なスケールアップと量子アルゴリズムの進歩により、量子ゲージ場と核物理学をシミュレートするデジタル量子シミュレーションアプローチが注目を集めている。
本稿では,量子コンピュータを用いて原子核物理学を解こうとする最近の取り組みを概説する。
まず、量子コンピューティングの言語における核物理学の定式化について論じる。
特に、量子ゲージ場-(アーベル場と非アーベル場の両方)とその物質場へのカップリングが量子コンピュータ上でどのようにマッピングされ、研究されるのかを考察する。
次に、関連する量子アルゴリズムを導入し、量子系の静的性質やリアルタイム進化を解き、格子ゲージ場のシミュレーション、核子と原子核の構造の解き方、量子場理論における散乱のシミュレーションのための量子アドバンテージ、非平衡ダイナミクスなど、核物理学における幅広い問題への応用を示す。
最後に、今後の仕事に関する短い見通しが述べられている。
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