論文の概要: Digital quantum simulation of cosmological particle creation with IBM quantum computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.02412v1
- Date: Thu, 3 Oct 2024 11:56:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-11-04 03:30:37.545075
- Title: Digital quantum simulation of cosmological particle creation with IBM quantum computers
- Title（参考訳）: IBM量子コンピュータを用いた宇宙粒子生成のディジタル量子シミュレーション
- Authors: Marco Díaz Maceda, Carlos Sabín,
- Abstract要約: 等質および等方的展開を行う時空において、最小結合の量子スカラー場からなる系を考える。
時間発展を具現化する量子回路を考案することにより、与えられた場の運動量に対して正と負の2つの振動モードをシミュレートする。
我々は、回路をシミュレートし、IBM量子コンピュータに実際に実験的に実装することで、宇宙が所定の速度で膨張した後に生成された粒子の数を調査する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We use digital quantum computing to simulate the creation of particles in a dynamic spacetime. We consider a system consisting of a minimally coupled massive quantum scalar field in a spacetime undergoing homogeneous and isotropic expansion, transitioning from one stationary state to another through a brief inflationary period. We simulate two vibration modes, positive and negative for a given field momentum, by devising a quantum circuit that implements the time evolution. With this circuit, we study the number of particles created after the universe expands at a given rate, both by simulating the circuit and by actual experimental implementation on IBM quantum computers, consisting of hundreds of quantum gates. We find that state-of-the-art error mitigation techniques are useful to improve the estimation of the number of particles and the fidelity of the state.
- Abstract（参考訳）: ディジタル量子コンピューティングを用いて、動的時空における粒子の生成をシミュレートする。
等質で等方的な膨張を経た時空において,最小結合の量子スカラー場からなる系を定常状態から短時間のインフレーション期間へと遷移させる。
時間発展を具現化する量子回路を考案することにより、与えられた場の運動量に対して正と負の2つの振動モードをシミュレートする。
本回路では、回路のシミュレーションと、数百個の量子ゲートからなるIBM量子コンピュータへの実際の実験実装により、宇宙が所定の速度で膨張した後の粒子数を調べる。
粒子数と状態の忠実度を推定する上で, 最先端の誤差軽減技術が有用であることがわかった。
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