論文の概要: A quantum algorithm for track reconstruction in the LHCb vertex detector

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.00619v2
• Date: Tue, 17 Oct 2023 09:26:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-18 20:46:35.876998
• Title: A quantum algorithm for track reconstruction in the LHCb vertex detector
• Title（参考訳）: LHCb頂点検出器におけるトラック再構成のための量子アルゴリズム
• Authors: Davide Nicotra, Miriam Lucio Martinez, Jacco Andreas de Vries, Marcel Merk, Kurt Driessens, Ronald Leonard Westra, Domenica Dibenedetto and Daniel Hugo C\'ampora P\'erez
• Abstract要約: 線形代数的アプローチを用いたIsing-like Hamiltonianの最小化に基づく新しい粒子軌道再構成アルゴリズムを提案する。 また,Harrow-Hassadim-Lloyd (HHL)アルゴリズムを用いた量子アルゴリズムの実装を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.09423257767158631
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: High-energy physics is facing increasingly computational challenges in real-time event reconstruction for the near-future high-luminosity era. Using the LHCb vertex detector as a use-case, we explore a new algorithm for particle track reconstruction based on the minimisation of an Ising-like Hamiltonian with a linear algebra approach. The use of a classical matrix inversion technique results in tracking performance similar to the current state-of-the-art but with worse scaling complexity in time. To solve this problem, we also present an implementation as quantum algorithm, using the Harrow-Hassadim-Lloyd (HHL) algorithm: this approach can potentially provide an exponential speedup as a function of the number of input hits over its classical counterpart, in spite of limitations due to the well-known HHL Hamiltonian simulation and readout problems. The findings presented in this paper shed light on the potential of leveraging quantum computing for real-time particle track reconstruction in high-energy physics.
• Abstract（参考訳）: 高エネルギー物理学は、近未来の高光度時代のリアルタイムイベントレコンストラクションにおいて、ますます計算上の課題に直面している。 LHCb vertex 検出器をユースケースとして,Ising-like Hamiltonian の線形代数的アプローチによる最小化に基づく粒子軌道再構成の新しいアルゴリズムを探索する。 古典的行列逆転法を用いることで、現在の最先端技術と同様のパフォーマンスを追跡するが、時間のスケーリングの複雑さは悪化する。 この問題を解決するため,HHLハミルトンシミュレーションと読み出し問題による制限にもかかわらず,Harrow-Hassadim-Lloyd (HHL)アルゴリズムを用いて量子アルゴリズムの実装を提案する。 本論文では,高エネルギー物理における実時間粒子軌道再構成に量子コンピューティングを活用する可能性について述べる。

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