論文の概要: Lattice Quantum Chromodynamics and Electrodynamics on a Universal Quantum Computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.12769v3
• Date: Wed, 26 Jan 2022 18:52:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-20 19:20:41.730132
• Title: Lattice Quantum Chromodynamics and Electrodynamics on a Universal Quantum Computer
• Title（参考訳）: 普遍量子コンピュータ上の格子量子色力学と電気力学
• Authors: Angus Kan, Yunseong Nam
• Abstract要約: 量子コンピュータ上で格子ゲージ理論をシミュレートするための完全な命令バイインストラクションを示す。 任意の空間次元における格子ゲージ理論は$tildeO(T3/2N3/2Lambda/epsilon1/2)$Tゲートを用いてシミュレートできることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.033842793760651545
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: It is widely anticipated that a large-scale quantum computer will offer an evermore accurate simulation of nature, opening the floodgates for exciting scientific breakthroughs and technological innovations. Here, we show a complete, instruction-by-instruction rubric to simulate U(1), SU(2), and SU(3) lattice gauge theories on a quantum computer. These theories describe quantum electrodynamics and chromodynamics, the key ingredients that form the fabric of our universe. We further provide a concrete estimate of the quantum computational resources required for an accurate simulation of lattice gauge theories using a second-order product formula. We show that lattice gauge theories in any spatial dimension can be simulated using $\tilde{O}(T^{3/2}N^{3/2}\Lambda/\epsilon^{1/2})$ T gates, where $N$ is the number of lattice sites, $\Lambda$ is the bosonic gauge field truncation, and $T$ is the simulation time.
• Abstract（参考訳）: 大規模な量子コンピュータは、自然のより正確なシミュレーションを提供し、エキサイティングな科学的ブレークスルーと技術革新のためのフラウンドゲートを開くと広く期待されている。 ここでは、量子コンピュータ上のU(1), SU(2), SU(3)格子ゲージ理論をシミュレートする完全な命令バイインストラクションルーブリックを示す。 これらの理論は、我々の宇宙の織物を構成する重要な材料である量子電気力学と色力学を記述する。 さらに, 2次積公式を用いた格子ゲージ理論の正確なシミュレーションに必要な量子計算資源の具体的な推定を行う。 任意の空間次元における格子ゲージ理論は、_n$ が格子点の数、$\lambda$ がボソニックゲージ場切断、$t$ がシミュレーション時間であるような $\tilde{o}(t^{3/2}n^{3/2}\lambda/\epsilon^{1/2})$ t ゲートを用いてシミュレーション可能であることを示す。

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