論文の概要: Studying quantum algorithms for particle track reconstruction in the LUXE experiment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.06874v1
• Date: Mon, 14 Feb 2022 17:04:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-25 20:56:49.348565
• Title: Studying quantum algorithms for particle track reconstruction in the LUXE experiment
• Title（参考訳）: LUXE実験における粒子軌道再構成のための量子アルゴリズムの研究
• Authors: Lena Funcke, Tobias Hartung, Beate Heinemann, Karl Jansen, Annabel Kropf, Stefan K\"uhn, Federico Meloni, David Spataro, Cenk T\"uys\"uz and Yee Chinn Yap
• Abstract要約: LUXE実験(LASER Und XFEL Experiment)は、強いフィールドフロンティアで量子電磁力学(QED)を研究する。 本稿では,この問題を解決する量子コンピュータの可能性について予備的検討を行う。 再構成問題は、二次的制約のない2進最適化の観点で定式化される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The LUXE experiment (LASER Und XFEL Experiment) is a new experiment in planning at DESY Hamburg, which will study Quantum Electrodynamics (QED) at the strong-field frontier. In this regime, QED is non-perturbative. This manifests itself in the creation of physical electron-positron pairs from the QED vacuum. LUXE intends to measure the positron production rate in this unprecedented regime by using, among others, a silicon tracking detector. The large number of expected positrons traversing the sensitive detector layers results in an extremely challenging combinatorial problem, which can become computationally very hard for classical computers. This paper presents a preliminary study to explore the potential of quantum computers to solve this problem and to reconstruct the positron trajectories from the detector energy deposits. The reconstruction problem is formulated in terms of a quadratic unconstrained binary optimisation. Finally, the results from the quantum simulations are discussed and compared with traditional classical track reconstruction algorithms.
• Abstract（参考訳）: ルックス実験(luxe experiment、laser und xfel experiment)は、デジーハンブルクにおける新しい計画実験であり、強磁場フロンティアで量子電磁力学(qed)を研究する。 この体制では、QEDは非摂動的である。 これはQED真空から物理電子-陽電子対を作る際に現れる。 LUXEは、この前例のない状態における陽電子生成速度を、シリコン追跡検出器などを用いて測定する。 感度検出器層を横断する多くの期待されたポジトロンは、古典的コンピュータにとって計算的に非常に難しい組合せ問題をもたらす。 本稿では,この問題を解決するために量子コンピュータの可能性を探究し,検出器エネルギー堆積物からポジトロン軌道を再構築するための予備的検討を行う。 再構成問題は二次的制約のない2進最適化の観点から定式化される。 最後に,量子シミュレーションの結果を従来のトラック再構成アルゴリズムと比較した。

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