論文の概要: Quantum algorithms for charged particle track reconstruction in the LUXE experiment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.01690v1
• Date: Tue, 4 Apr 2023 10:40:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-05 14:18:03.675067
• Title: Quantum algorithms for charged particle track reconstruction in the LUXE experiment
• Title（参考訳）: LUXE実験における荷電粒子軌道再構成のための量子アルゴリズム
• Authors: Arianna Crippa, Lena Funcke, Tobias Hartung, Beate Heinemann, Karl Jansen, Annabel Kropf, Stefan K\"uhn, Federico Meloni, David Spataro, Cenk T\"uys\"uz, Yee Chinn Yap
• Abstract要約: LUXE実験は、ハンブルクで量子電磁力学を研究する新しい実験である。 本稿では,軌道再構成におけるパターン認識におけるゲート型量子コンピュータの可能性について検討する。
• 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 is a new experiment in planning in Hamburg, which will study Quantum Electrodynamics at the strong-field frontier. 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 expensive for classical computers. This paper investigates the potential future use of gate-based quantum computers for pattern recognition in track reconstruction. Approaches based on a quadratic unconstrained binary optimisation and a quantum graph neural network are investigated in classical simulations of quantum devices and compared with a classical track reconstruction algorithm. In addition, a proof-of-principle study is performed using quantum hardware.
• Abstract（参考訳）: luxe実験は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を研究する。 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、古典的なコンピュータに計算コストがかかるという非常に困難な組合せ問題をもたらす。 本稿では,軌道再構成におけるパターン認識におけるゲート型量子コンピュータの可能性について検討する。 量子デバイスの古典的シミュレーションにおいて,2次非拘束二乗最適化と量子グラフニューラルネットワークに基づくアプローチを,古典的トラック再構成アルゴリズムと比較した。 また、量子ハードウェアを用いて原理実証研究を行う。

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