論文の概要: Quantum walk approach to simulating parton showers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.13975v2
• Date: Mon, 5 Sep 2022 10:19:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-13 07:19:28.212693
• Title: Quantum walk approach to simulating parton showers
• Title（参考訳）: パルトンシャワーシミュレーションのための量子ウォークアプローチ
• Authors: Simon Williams, Sarah Malik, Michael Spannowsky and Khadeejah Bepari
• Abstract要約: 本稿では、量子コンピュータ上でのパルトンシャワーシミュレーションのための新しい量子ウォーク手法を提案する。 量子ウォークパラダイムは、量子デバイス上のパルトンシャワーをシミュレートする自然な、より効率的なアプローチを提供する。 量子アルゴリズムは31ステップのコリニアパルトンシャワーの単純化された玩具モデルに対して提案される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: This paper presents a novel quantum walk approach to simulating parton showers on a quantum computer. We demonstrate that the quantum walk paradigm offers a natural and more efficient approach to simulating parton showers on quantum devices, with the emission probabilities implemented as the coin flip for the walker, and the particle emissions to either gluons or quark pairs corresponding to the movement of the walker in two dimensions. A quantum algorithm is proposed for a simplified, toy model of a 31-step, collinear parton shower, hence significantly increasing the number of steps of the parton shower that can be simulated compared to previous quantum algorithms. Furthermore, it scales efficiently: the number of possible shower steps increases exponentially with the number of qubits, and the circuit depth grows linearly with the number of steps. Reframing the parton shower in the context of a quantum walk therefore brings dramatic improvements, and is a step towards extending the current quantum algorithms to simulate more realistic parton showers.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,量子コンピュータ上でパートンシャワーをシミュレートする新しい量子ウォーク法を提案する。 量子ウォークパラダイムは、ウォーカーのコインフリップとして実装された発光確率と、2次元のウォーカーの動きに対応するグルーオンまたはクォーク対への粒子放出とを用いて、量子デバイス上のパルトンシャワーをシミュレーションする自然な、より効率的なアプローチを提供する。 量子アルゴリズムは31ステップのコリニアパルトンシャワーの単純化された玩具モデルに対して提案され、それによって従来の量子アルゴリズムと比較してシミュレーション可能なパルトンシャワーのステップ数を著しく増加させる。 さらに、可能なシャワーステップの数はキュービット数とともに指数関数的に増加し、回路深さはステップ数とともに直線的に増加する。 したがって、量子ウォークの文脈でパートンシャワーを反射させることは劇的な改善をもたらし、より現実的なパートンシャワーをシミュレートするために現在の量子アルゴリズムを拡張するための一歩となる。

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