論文の概要: Toward simulating Superstring/M-theory on a quantum computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.06573v2
- Date: Wed, 21 Jul 2021 23:54:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-24 07:29:14.566304
- Title: Toward simulating Superstring/M-theory on a quantum computer
- Title（参考訳）: 量子コンピュータ上でのスーパーストリング/m理論のシミュレーションに向けて
- Authors: Hrant Gharibyan, Masanori Hanada, Masazumi Honda, Junyu Liu
- Abstract要約: 本稿では,量子コンピュータ上で行列モデルをシミュレーションするための新しいフレームワークを提案する。
超対称行列モデルは超弦/M理論と重力物理学に自然に応用できる。
本稿では,ブロックエンコーディング,量子化,量子信号処理といった技術を用いて,リアルタイムダイナミクスのシミュレーションを行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.9296423679378
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present a novel framework for simulating matrix models on a quantum
computer. Supersymmetric matrix models have natural applications to
superstring/M-theory and gravitational physics, in an appropriate limit of
parameters. Furthermore, for certain states in the Berenstein-Maldacena-Nastase
(BMN) matrix model, several supersymmetric quantum field theories dual to
superstring/M-theory can be realized on a quantum device. Our prescription
consists of four steps: regularization of the Hilbert space, adiabatic state
preparation, simulation of real-time dynamics, and measurements. Regularization
is performed for the BMN matrix model with the introduction of energy cut-off
via the truncation in the Fock space. We use the Wan-Kim algorithm for fast
digital adiabatic state preparation to prepare the low-energy eigenstates of
this model as well as thermofield double state. Then, we provide an explicit
construction for simulating real-time dynamics utilizing techniques of
block-encoding, qubitization, and quantum signal processing. Lastly, we present
a set of measurements and experiments that can be carried out on a quantum
computer to further our understanding of superstring/M-theory beyond analytic
results.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータ上で行列モデルをシミュレートするための新しい枠組みを提案する。
超対称行列モデルは、パラメータの適切な極限において、超弦/M理論および重力物理学に自然な応用を持つ。
さらに、Berenstein-Maldacena-Nastase(BMN)行列モデルのある状態の場合、超弦/M理論に双対する超対称量子場理論が量子デバイス上で実現される。
我々の処方は、ヒルベルト空間の正則化、断熱状態の準備、実時間ダイナミクスのシミュレーション、測定の4つのステップからなる。
BMN行列モデルに対して、Fock空間の切り欠きによるエネルギーカットオフを導入して正規化を行う。
wan-kimアルゴリズムを高速デジタル断熱準備に使用し, このモデルの低エネルギー固有状態と熱場二重状態を生成する。
そこで,ブロックエンコーディング,量子化,量子信号処理といった手法を用いたリアルタイムダイナミクスのシミュレーションを行う。
最後に、量子コンピュータ上で実施可能な一連の測定と実験を行い、解析結果以上のスーパーストリング/M理論の理解を深める。
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