論文の概要: Simulating Scattering of Composite Particles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.13742v2
- Date: Thu, 26 Oct 2023 18:00:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-30 16:24:43.255505
- Title: Simulating Scattering of Composite Particles
- Title（参考訳）: 複合粒子の散乱シミュレーション
- Authors: Michael Kreshchuk, James P. Vary, Peter J. Love
- Abstract要約: 古典的および量子コンピュータ上での散乱をシミュレーションするための非摂動的アプローチを開発する。
この構造は、2つの複合粒子が接触する粒子衝突を模倣するように設計されている。
このアプローチは、相対論的および非相対論的条件の両方において、強く結合したシステムを研究するのに適している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.09208007322096534
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We develop a non-perturbative approach to simulating scattering on classical
and quantum computers, in which the initial and final states contain a fixed
number of composite particles. The construction is designed to mimic a particle
collision, wherein two composite particles are brought in contact. The initial
states are assembled via consecutive application of operators creating
eigenstates of the interacting theory from vacuum. These operators are defined
with the aid of the M{\o}ller wave operator, which can be constructed using
such methods as adiabatic state preparation or double commutator flow equation.
The approach is well-suited for studying strongly coupled systems in both
relativistic and non-relativistic settings. For relativistic systems, we employ
the language of light-front quantization, which has been previously used for
studying the properties of individual bound states, as well as for simulating
their scattering in external fields, and is now adopted to the studies of
scattering of bound state systems.
For simulations on classical computers, we describe an algorithm for
calculating exact (in the sense of a given discretized theory) scattering
probabilities, which has cost (memory and time) exponential in momentum grid
size. Such calculations may be interesting in their own right and can be used
for benchmarking results of a quantum simulation algorithm, which is the main
application of the developed framework. We illustrate our ideas with an
application to the $\phi^4$ theory in $1+1\rm D$.
- Abstract（参考訳）: 我々は、古典的および量子コンピュータ上での散乱をシミュレーションする非摂動的アプローチを開発し、初期状態と最終状態は一定数の複合粒子を含む。
この構造は、2つの複合粒子が接触する粒子衝突を模倣するように設計されている。
初期状態は、真空から相互作用理論の固有状態を生成する作用素の連続的適用によって組み立てられる。
これらの作用素はm{\o}ller波作用素(英語版)の助けを借りて定義され、断熱状態準備や二重整流流方程式のような手法で構成することができる。
このアプローチは、相対論的および非相対論的設定の両方において強結合系を研究するのに適している。
相対論的系では、個々の境界状態の性質の研究や外部場における散乱のシミュレーションに従来用いられてきた光前量子化の言語が用いられ、現在では境界状態系の散乱研究に採用されている。
古典計算機上でのシミュレーションでは、運動量グリッドサイズが指数関数的なコスト(メモリと時間)を持つ散乱確率を正確に(離散化理論の意味で)計算するアルゴリズムを記述する。
このような計算はそれ自体が興味深いもので、開発されたフレームワークの主要な応用である量子シミュレーションアルゴリズムのベンチマーク結果に使用できる。
私たちは、$\phi^4$理論を1+1\rm d$で適用してアイデアを説明します。
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