論文の概要: Ultra-relativistic quark-nucleus scattering on quantum computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.00819v2
- Date: Mon, 15 Apr 2024 18:56:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-17 22:17:00.347311
- Title: Ultra-relativistic quark-nucleus scattering on quantum computers
- Title(参考訳): 量子コンピュータ上の超相対論的クォーク核散乱
- Authors: Sihao Wu, Weijie Du, Xingbo Zhao, James P. Vary,
- Abstract要約: 我々は、超相対論的クォーク核散乱の最初の問題から始め、光面上の力学をシミュレートするための効率的かつ正確なアプローチを示す。
簡単な散乱問題を用いて本手法を実証し、トロッターアルゴリズムと古典計算の結果とベンチマークする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.35998666903987897
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum computing provides a promising approach for solving the real-time dynamics of systems consist of quarks and gluons from first-principle calculations that are intractable with classical computers. In this work, we start with an initial problem of the ultra-relativistic quark-nucleus scattering and present an efficient and precise approach to quantum simulate the dynamics on the light front. This approach employs the eigenbasis of the asymptotic scattering system and implements the compact scheme for basis encoding. It exploits the operator structure of the light-front Hamiltonian of the scattering system, which enables the Hamiltonian input scheme that utilizes the quantum Fourier transform for efficiency. It utilizes the truncated Taylor series for the dynamics simulations. The qubit cost of our approach scales logarithmically with the Hilbert space dimension of the scattering system. The gate cost has optimal scaling with the simulation error and near optimal scaling with the simulation time. These scalings make our approach advantageous for large-scale dynamics simulations on future fault-tolerant quantum computers. We demonstrate our approach with a simple scattering problem and benchmark the results with those from the Trotter algorithm and the classical calculations, where good agreement between the results is found.
- Abstract(参考訳): 量子コンピューティングは、古典的コンピュータで計算可能な第一原理計算からクォークとグルーオンからなるシステムのリアルタイム力学を解くための有望なアプローチを提供する。
本研究は、超相対論的クォーク核散乱の初期問題から始まり、光面上の力学を量子的にシミュレートするための効率的かつ正確なアプローチを示す。
このアプローチは漸近散乱系の固有基底を使い、基底符号化のためのコンパクトなスキームを実装している。
これは散乱系の光フロントハミルトニアンの作用素構造を利用しており、量子フーリエ変換を効率よく利用するハミルトニアン入力スキームを可能にする。
トランカテッド・テイラー級数を用いて力学シミュレーションを行う。
我々のアプローチのキュービットコストは散乱系のヒルベルト空間次元と対数的にスケールする。
ゲートコストはシミュレーション誤差による最適スケーリングとシミュレーション時間によるほぼ最適スケーリングである。
これらのスケーリングは、将来のフォールトトレラント量子コンピュータにおける大規模ダイナミクスシミュレーションに有利である。
簡単な散乱問題を用いて本手法を実証し, トロッターアルゴリズムと古典計算の結果とをベンチマークし, 結果の整合性を確認した。
関連論文リスト
- A hybrid quantum-classical algorithm for multichannel quantum scattering
of atoms and molecules [62.997667081978825]
原子と分子の衝突に対するシュリンガー方程式を解くためのハイブリッド量子古典アルゴリズムを提案する。
このアルゴリズムはコーン変分原理の$S$-matrixバージョンに基づいており、基本散乱$S$-matrixを計算する。
大規模多原子分子の衝突をシミュレートするために,アルゴリズムをどのようにスケールアップするかを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-04-12T18:10:47Z) - Scalable Quantum Computation of Highly Excited Eigenstates with Spectral
Transforms [0.76146285961466]
我々はHHLアルゴリズムを用いて、物理的ハミルトニアンの内部固有状態を変動的かつ標的的に生成する。
これは量子コンピュータ上の逆ハミルトニアンの期待値の効率的な計算によって実現される。
本稿では, フォールトトレラント, 短期量子コンピュータにおけるこの方式の実装について詳述する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-02-13T19:01:02Z) - Simulating Markovian open quantum systems using higher-order series
expansion [1.713291434132985]
マルコフ開量子系の力学をシミュレーションするための効率的な量子アルゴリズムを提案する。
我々のアルゴリズムは概念的にクリーンであり、圧縮符号化なしで単純な量子プリミティブのみを使用する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-05T06:02:50Z) - Simulating the Mott transition on a noisy digital quantum computer via
Cartan-based fast-forwarding circuits [62.73367618671969]
動的平均場理論(DMFT)は、ハバードモデルの局所グリーン関数をアンダーソン不純物のモデルにマッピングする。
不純物モデルを効率的に解くために、量子およびハイブリッド量子古典アルゴリズムが提案されている。
この研究は、ノイズの多いデジタル量子ハードウェアを用いたMott相転移の最初の計算を提示する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-12-10T17:32:15Z) - Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the
spin-boson model [68.8204255655161]
量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。
変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。
量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-08-09T18:00:05Z) - Fixed Depth Hamiltonian Simulation via Cartan Decomposition [59.20417091220753]
時間に依存しない深さの量子回路を生成するための構成的アルゴリズムを提案する。
一次元横フィールドXYモデルにおけるアンダーソン局在化を含む、モデルの特殊クラスに対するアルゴリズムを強調する。
幅広いスピンモデルとフェルミオンモデルに対して正確な回路を提供するのに加えて、我々のアルゴリズムは最適なハミルトニアンシミュレーションに関する幅広い解析的および数値的な洞察を提供する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-04-01T19:06:00Z) - Continuous-time dynamics and error scaling of noisy highly-entangling
quantum circuits [58.720142291102135]
最大21キュービットの雑音量子フーリエ変換プロセッサをシミュレートする。
我々は、デジタルエラーモデルに頼るのではなく、微視的な散逸過程を考慮に入れている。
動作中の消散機構によっては、入力状態の選択が量子アルゴリズムの性能に強い影響を与えることが示される。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-02-08T14:55:44Z) - Fast and differentiable simulation of driven quantum systems [58.720142291102135]
我々は、ダイソン展開に基づく半解析手法を導入し、標準数値法よりもはるかに高速に駆動量子系を時間発展させることができる。
回路QEDアーキテクチャにおけるトランスモン量子ビットを用いた2量子ゲートの最適化結果を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-12-16T21:43:38Z) - Autoregressive Neural Network for Simulating Open Quantum Systems via a
Probabilistic Formulation [3.886883839410292]
オープン量子システムのダイナミクスに対処するためのアプローチを提案する。
フォワード・バック・タペソイド法を用いて、リウヴィリア超作用素の力学をシミュレートし、変分定式化により定常状態を求める。
本稿では,自己回帰型ニューラルネットワークの対称性を部分的に復元し,局所相関の記述を改善する改良された文字列状態(String States)を導入する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-09-11T18:00:00Z) - Incoherent quantum algorithm dynamics of an open system with near-term
devices [0.0]
ハイブリッド量子古典アルゴリズムは、量子コンピューティングを実装する最も有望なシステムの一つである。
フォン・ノイマン方程式に従う密度行列に対する量子力学アルゴリズムについて検討する。
乱れた量子系のアンサンブル平均の力学を考察する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-08-12T14:22:42Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。