論文の概要: Quantum speedup for track reconstruction in particle accelerators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.11583v3
• Date: Wed, 20 Apr 2022 09:20:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-02 14:58:46.715124
• Title: Quantum speedup for track reconstruction in particle accelerators
• Title（参考訳）: 粒子加速器におけるトラック再構築のための量子スピードアップ
• Authors: Duarte Magano, Akshat Kumar, M\=arti\c{n}\v{s} K\=alis, Andris Loc\=ans, Adam Glos, Sagar Pratapsi, Gon\c{c}alo Quinta, Maksims Dimitrijevs, Aleksander Rivo\v{s}s, Pedrame Bargassa, Jo\~ao Seixas, Andris Ambainis, Yasser Omar
• Abstract要約: 我々は,各局所追跡法に存在する基本ルーチンを4つ同定し,標準追跡アルゴリズムの文脈でどのようにスケールするかを解析する。 発見された量子スピードアップは穏やかだが、これは私たちの知識の中でも最高のものであり、高エネルギーの物理データ処理タスクに対する量子上の優位性の最初の厳密な証拠である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 51.00143435208596
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: To investigate the fundamental nature of matter and its interactions, particles are accelerated to very high energies and collided inside detectors, producing a multitude of other particles that are scattered in all directions. As charged particles traverse the detector, they leave signals of their passage. The problem of track reconstruction is to recover the original trajectories from these signals. This challenging data analysis task will become even more demanding as the luminosity of future accelerators increases, leading to collision events with a more complex structure. We identify four fundamental routines present in every local tracking method and analyse how they scale in the context of a standard tracking algorithm. We show that for some of these routines we can reach a lower computational complexity with quantum search algorithms. Although the found quantum speedups are mild, this constitutes, to the best of our knowledge, the first rigorous evidence of a quantum advantage for a high-energy physics data processing task.
• Abstract（参考訳）: 物質の基本的な性質と相互作用を調べるため、粒子は非常に高エネルギーに加速され、検出器内で衝突し、あらゆる方向に散在する他の粒子を多数生成する。 荷電粒子が検出器を横切ると、通過の信号を残す。 軌道復元の問題は、これらの信号から元の軌道を復元することである。 この困難なデータ分析タスクは、将来の加速器の光度が増すにつれてさらに要求され、より複雑な構造と衝突するイベントに繋がる。 我々は,各局所追跡法に存在する基本ルーチンを4つ同定し,標準追跡アルゴリズムの文脈でどのようにスケールするかを分析する。 これらのルーチンのいくつかは、量子探索アルゴリズムでより少ない計算量に到達できることが示される。 発見された量子スピードアップは穏やかだが、これは私たちの知る限り、高エネルギーの物理データ処理タスクに対する量子優位性の最初の厳密な証拠である。

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