論文の概要: Particle track reconstruction with noisy intermediate-scale quantum computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.13249v1
• Date: Thu, 23 Mar 2023 13:29:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-24 14:18:33.081828
• Title: Particle track reconstruction with noisy intermediate-scale quantum computers
• Title（参考訳）: 雑音中規模量子コンピュータによる粒子軌道再構成
• Authors: Tim Schw\"agerl, Cigdem Issever, Karl Jansen, Teng Jian Khoo, Stefan K\"uhn, Cenk T\"uys\"uz, Hannsj\"org Weber
• Abstract要約: 荷電粒子の軌道の再構成は、現在および将来のコライダー実験における重要な計算課題である。 この問題は2次非制約バイナリ最適化(QUBO)として定式化することができ、変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムを用いて解かれる。 この研究は、VQEが粒子追跡に使用できるという原理の証明となり、VQEの最適化にもっと適するように、VQEの修正を調査した。
• 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 reconstruction of trajectories of charged particles is a key computational challenge for current and future collider experiments. Considering the rapid progress in quantum computing, it is crucial to explore its potential for this and other problems in high-energy physics. The problem can be formulated as a quadratic unconstrained binary optimization (QUBO) and solved using the variational quantum eigensolver (VQE) algorithm. In this work the effects of dividing the QUBO into smaller sub-QUBOs that fit on the hardware available currently or in the near term are assessed. Then, the performance of the VQE on small sub-QUBOs is studied in an ideal simulation, using a noise model mimicking a quantum device and on IBM quantum computers. This work serves as a proof of principle that the VQE could be used for particle tracking and investigates modifications of the VQE to make it more suitable for combinatorial optimization.
• Abstract（参考訳）: 荷電粒子の軌道の再構成は、現在および将来の衝突実験にとって重要な計算課題である。 量子コンピューティングの急速な進歩を考えると、高エネルギー物理学におけるこの問題に対するその可能性を探究することが不可欠である。 この問題は二次二分最適化 (qubo) として定式化でき、変分量子固有ソルバ (vqe) アルゴリズムを用いて解くことができる。 本研究は,QUBOを,現在又は短期的に利用可能なハードウェアに適合する小型のQUBOに分割する効果を評価する。 次に、量子デバイスとIBM量子コンピュータを模倣したノイズモデルを用いて、小型サブQUBOにおけるVQEの性能を理想的なシミュレーションで検討した。 この研究は、VQEが粒子追跡に使用できるという原理の証明となり、VQEの最適化にもっと適するように、VQEの修正を調査した。

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