論文の概要: Solving reaction dynamics with quantum computing algorithms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.00202v2
- Date: Tue, 18 Feb 2025 22:06:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-20 13:55:47.270370
- Title: Solving reaction dynamics with quantum computing algorithms
- Title（参考訳）: 量子コンピューティングアルゴリズムによる反応ダイナミクスの解法
- Authors: Ronen Weiss, Alessandro Baroni, Joseph Carlson, Ionel Stetcu,
- Abstract要約: 線形応答によって支配される異なる反応を記述することに関連する応答関数の量子アルゴリズムについて検討する。
我々は原子核物理学の応用に焦点をあて、格子上の量子ビット効率のマッピングを検討し、現実的な散乱シミュレーションに必要な大量の量を効率的に表現することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 42.408991654684876
- License:
- Abstract: The description of quantum many-body dynamics is extremely challenging on classical computers, as it can involve many degrees of freedom. On the other hand, the time evolution of quantum states is a natural application for quantum computers that are designed to efficiently perform unitary transformations. In this paper, we study quantum algorithms for response functions, relevant for describing different reactions governed by linear response. We focus on nuclear-physics applications and consider a qubit-efficient mapping on the lattice, which can efficiently represent the large volumes required for realistic scattering simulations. For the case of a contact interaction, we develop an algorithm for time evolution based on the Trotter approximation that scales logarithmically with the lattice size, and is combined with quantum phase estimation. We eventually focus on the nuclear two-body system and a typical response function relevant for electron scattering as an example. We also investigate ground-state preparation and examine the total circuit depth required for a realistic calculation and the hardware noise level required to interpret the signal.
- Abstract（参考訳）: 量子多体力学の記述は、多くの自由度を含むことができるため、古典的なコンピュータでは極めて困難である。
一方、量子状態の時間進化は、ユニタリ変換を効率的に行うように設計された量子コンピュータの自然な応用である。
本稿では,線形応答に支配される異なる反応を記述することに関連する応答関数の量子アルゴリズムについて検討する。
我々は原子核物理学の応用に焦点をあて、格子上の量子ビット効率のマッピングを検討し、現実的な散乱シミュレーションに必要な大量の量を効率的に表現することができる。
接触相互作用の場合、格子サイズと対数的にスケールするトロッター近似に基づく時間発展アルゴリズムを開発し、量子位相推定と組み合わせる。
最終的には、核二体系と、電子散乱に関連する典型的な応答関数に焦点をあてる。
また,実際の計算に必要な回路深度と,信号の解釈に必要なハードウェアノイズレベルについても検討した。
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