論文の概要: Simulating collider physics on quantum computers using effective field
theories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.05044v1
- Date: Tue, 9 Feb 2021 19:00:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-12 03:18:53.713880
- Title: Simulating collider physics on quantum computers using effective field
theories
- Title（参考訳）: 実効場理論を用いた量子コンピュータ上の衝突器物理のシミュレーション
- Authors: Christian W. Bauer, Marat Freytsis and Benjamin Nachman
- Abstract要約: 場の理論(EFT)は、高エネルギーのダイナミクスと低エネルギーのダイナミクスを分離する効率的なメカニズムを提供する。
量子アルゴリズムを用いて、第一原理から低エネルギー EFT の力学をシミュレートする方法を示す。
計算は量子コンピュータのシミュレーションとIBMQマンハッタンマシンを用いて行われる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.76179873429447
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Simulating the full dynamics of a quantum field theory over a wide range of
energies requires exceptionally large quantum computing resources. Yet for many
observables in particle physics, perturbative techniques are sufficient to
accurately model all but a constrained range of energies within the validity of
the theory. We demonstrate that effective field theories (EFTs) provide an
efficient mechanism to separate the high energy dynamics that is easily
calculated by traditional perturbation theory from the dynamics at low energy
and show how quantum algorithms can be used to simulate the dynamics of the low
energy EFT from first principles. As an explicit example we calculate the
expectation values of vacuum-to-vacuum and vacuum-to-one-particle transitions
in the presence of a time-ordered product of two Wilson lines in scalar field
theory, an object closely related to those arising in EFTs of the Standard
Model of particle physics. Calculations are performed using simulations of a
quantum computer as well as measurements using the IBMQ Manhattan machine.
- Abstract（参考訳）: 広いエネルギーの量子場理論の完全なダイナミクスをシミュレートするには、非常に大きな量子コンピューティングリソースが必要である。
しかし、素粒子物理学において多くの観測可能な場合、摂動法は理論の妥当性内で制限されたエネルギー範囲以外を正確にモデル化するのに十分である。
実効場理論(EFT)は、従来の摂動理論によって容易に計算される高エネルギー力学を低エネルギーでの力学から分離する効率的なメカニズムを示し、量子アルゴリズムが低エネルギーETFの力学を第一原理からシミュレートする方法を示す。
明示的な例として、スカラー場理論における2つのウィルソン線の時間順序積の存在下での真空-真空および真空-1-粒子遷移の期待値を計算する。
計算は、量子コンピュータのシミュレーションとibmqマンハッタンマシンを用いた測定を用いて行われる。
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