論文の概要: Quantum Simulations for Strong-Field QED

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.18209v1
• Date: Thu, 30 Nov 2023 03:05:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-01 18:02:07.924883
• Title: Quantum Simulations for Strong-Field QED
• Title（参考訳）: 強磁場QEDの量子シミュレーション
• Authors: Luis Hidalgo and Patrick Draper
• Abstract要約: 強磁場QED(SFQED)の3+1$次元での量子シミュレーションを行う。 ブライト・ウィーラー対生成に関連する相互作用は量子回路に変換される。 ヌルダブルスリット」実験の量子シミュレーションは古典シミュレーションとよく一致している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum field theory in the presence of strong background fields contains interesting problems where quantum computers may someday provide a valuable computational resource. In the NISQ era it is useful to consider simpler benchmark problems in order to develop feasible approaches, identify critical limitations of current hardware, and build new simulation tools. Here we perform quantum simulations of strong-field QED (SFQED) in $3+1$ dimensions, using real-time nonlinear Breit-Wheeler pair-production as a prototypical process. The strong-field QED Hamiltonian is derived and truncated in the Furry-Volkov mode expansion, and the interactions relevant for Breit-Wheeler are transformed into a quantum circuit. Quantum simulations of a "null double slit" experiment are found to agree well with classical simulations following the application of various error mitigation strategies, including an asymmetric depolarization algorithm which we develop and adapt to the case of Trotterization with a time-dependent Hamiltonian. We also discuss longer-term goals for the quantum simulation of SFQED.
• Abstract（参考訳）: 強い背景場が存在する場合の量子場理論は、量子コンピュータがいつか貴重な計算資源を提供するという興味深い問題を含む。 NISQ時代には、実現可能なアプローチを開発し、現在のハードウェアの限界を識別し、新しいシミュレーションツールを構築するために、より単純なベンチマーク問題を考えるのが有用である。 ここでは,実時間非線形ブライト・ウィーラー対生成を原型過程として,強磁場QED(SFQED)の3+1$次元での量子シミュレーションを行う。 強磁場QEDハミルトニアンはFurry-Volkovモード展開で導かれ、ブライト・ウィーラーに関連する相互作用は量子回路に変換される。 ゼロ二重スリット」実験の量子シミュレーションは、時間依存ハミルトニアンによるトロタライゼーションのケースに適応する非対称脱分極アルゴリズムを含む、様々な誤差緩和戦略の適用による古典的なシミュレーションとよく一致している。 また,sfqedの量子シミュレーションの長期的目標についても述べる。

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