論文の概要: A universal framework for the quantum simulation of Yang-Mills theory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.13161v1
• Date: Wed, 20 Nov 2024 09:51:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-21 16:11:37.096333
• Title: A universal framework for the quantum simulation of Yang-Mills theory
• Title（参考訳）: ヤン・ミルズ理論の量子シミュレーションのための普遍的枠組み
• Authors: Jad C. Halimeh, Masanori Hanada, Shunji Matsuura, Franco Nori, Enrico Rinaldi, Andreas Schäfer,
• Abstract要約: フォールトトレラントディジタル量子コンピュータにおけるSU(N) Yang-Mills理論の量子シミュレーションのための普遍的なフレームワークを提供する。 また、スカラー場理論やヤン・ミルズ行列モデルを含む単純なモデルも検討し、この定式化の普遍性を説明する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We provide a universal framework for the quantum simulation of SU(N) Yang-Mills theories on fault-tolerant digital quantum computers adopting the orbifold lattice formulation. As warm-up examples, we also consider simple models, including scalar field theory and the Yang-Mills matrix model, to illustrate the universality of our formulation, which shows up in the fact that the truncated Hamiltonian can be expressed in the same simple form for any N, any dimension, and any lattice size, in stark contrast to the popular approach based on the Kogut-Susskind formulation. In all these cases, the truncated Hamiltonian can be programmed on a quantum computer using only standard tools well-established in the field of quantum computation. As a concrete application of this universal framework, we consider Hamiltonian time evolution by Suzuki-Trotter decomposition. This turns out to be a straightforward task due to the simplicity of the truncated Hamiltonian. We also provide a simple circuit structure that contains only CNOT and one-qubit gates, independent of the details of the theory investigated.
• Abstract（参考訳）: オービフォールド格子の定式化を応用したフォールトトレラントディジタル量子コンピュータ上でのSU(N) Yang-Mills理論の量子シミュレーションのための普遍的フレームワークを提供する。 ウォームアップの例として、スカラー場理論やヤン・ミルズ行列モデルを含む単純なモデルも考慮し、このモデルが我々の定式化の普遍性を説明する。これは、任意の N に対して、任意の次元、および任意の格子サイズに対して同じ単純形式で表現できるという事実に現れ、コグト・ススキンドの定式化に基づく一般的なアプローチとは対照的である。 これら全ての場合において、切り詰められたハミルトニアンは量子計算の分野において十分に確立された標準ツールのみを使用して量子コンピュータ上でプログラムすることができる。 この普遍的枠組みの具体的な応用として、鈴木・トロッター分解によるハミルトン時間発展を考える。 これは、取り乱されたハミルトニアンの単純さのため、単純な作業であることが判明した。 また,CNOT と 1-qubit ゲートのみを含む単純な回路構造も検討した理論の詳細とは無関係に提供する。

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