論文の概要: A quantum-classical co-processing protocol towards simulating nuclear
reactions on contemporary quantum hardware
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.06734v2
- Date: Wed, 27 Sep 2023 01:03:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-28 22:03:18.357225
- Title: A quantum-classical co-processing protocol towards simulating nuclear
reactions on contemporary quantum hardware
- Title（参考訳）: 現代量子ハードウェア上での核反応シミュレーションのための量子古典的コプロセッシングプロトコル
- Authors: Francesco Turro and Trevor Chistolini and Akel Hashim and Yosep Kim
and William Livingston and Kyle. A. Wendt and Jonathan L Dubois and Francesco
Pederiva and Sofia Quaglioni and David I. Santiago and Irfan Siddiqi
- Abstract要約: 本稿では,空間座標の時間的発展を古典的プロセッサ上で行うリアルタイム力学シミュレーションのためのコプロセッシングアルゴリズムを提案する。
このハイブリッドアルゴリズムは、ローレンス・バークレー国立研究所のAdvanced Quantum Testbedで実行される2つの中性子の散乱の量子シミュレーションによって実証される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum computers hold great promise for arriving at exact simulations of
nuclear dynamical processes (e.g., scattering and reactions) that are paramount
to the study of nuclear matter at the limit of stability and to explaining the
formation of chemical elements in stars. However, quantum simulations of the
unitary (real) time dynamics of fermionic many-body systems require a currently
prohibitive number of reliable and long-lived qubits. We propose a
co-processing algorithm for the simulation of real-time dynamics in which the
time evolution of the spatial coordinates is carried out on a classical
processor, while the evolution of the spin degrees of freedom is carried out on
a quantum processor. This hybrid algorithm is demonstrated by a quantum
simulation of the scattering of two neutrons performed at the Lawrence Berkeley
National Laboratory's Advanced Quantum Testbed. We show that, after
implementation of error mitigation strategies to improve the accuracy of the
algorithm in addition to the use of either circuit compression techniques or
tomography as methods to elucidate the onset of decoherence, this initial
demonstration validates the principle of the proposed co-processing scheme. We
anticipate that a generalization of this present scheme will open the way for
(real-time) path integral simulations of nuclear scattering.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、安定性の限界における核物質の研究に最重要となる核力学過程(例えば散乱と反応)の正確なシミュレーションに到達し、恒星内の化学元素の形成を説明することを約束する。
しかし、フェルミオン多体系のユニタリ(実)時間ダイナミクスの量子シミュレーションは、現在許容される信頼性と長寿命の量子ビット数を必要とする。
本稿では,古典的プロセッサ上で空間座標の時間発展を行い,量子プロセッサ上でスピン自由度の進化を行う実時間ダイナミクスのシミュレーションのための共処理アルゴリズムを提案する。
このハイブリッドアルゴリズムは、ローレンス・バークレー国立研究所のAdvanced Quantum Testbedで実行される2つの中性子の散乱の量子シミュレーションによって実証される。
そこで本研究では,回路圧縮法とトモグラフィー法を併用してデコヒーレンスの発生を解明する手法に加えて,アルゴリズムの精度を向上させるための誤り緩和戦略を実装した結果,提案手法の原理を検証した。
我々は,本方式の一般化が,核散乱の(リアルタイムな)経路積分シミュレーションの道を開くことを期待する。
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