論文の概要: Scalable Quantum Algorithm for Meson Scattering in a Lattice Gauge Theory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.21240v2
• Date: Sun, 13 Jul 2025 17:51:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-15 14:36:07.25593
• Title: Scalable Quantum Algorithm for Meson Scattering in a Lattice Gauge Theory
• Title（参考訳）: 格子ゲージ理論における中間子散乱のスケーラブル量子アルゴリズム
• Authors: Yahui Chai, Yibin Guo, Stefan Kühn,
• Abstract要約: 我々は, (1+1)-次元Z2格子ゲージ理論における中間子散乱について検討した。 我々は,高忠実度中間子生成演算子を構築するための量子部分空間展開法を開発した。 本稿では, メソンウェーブパケット作成のための高効率な量子回路の設計を行い, 既存の手法と比較して回路深度を著しく低減する。
• 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: Scattering processes are fundamental for understanding the structure of matter, yet simulating their real-time dynamics remains challenging for classical computers. Quantum computing and quantum-inspired methods offer a promising avenue for efficiently simulating such phenomena. In this work, we investigate meson scattering in a (1+1)-dimensional Z2 lattice gauge theory with staggered fermions. We develop a quantum subspace expansion technique to construct high-fidelity meson creation operators across a broad range of masses and momenta. Using Tensor Networks simulations, we study both elastic and inelastic scattering and provide a detailed analysis of energy transfer, entanglement entropy, and new particle production during the dynamics. In addition, we design an efficient quantum circuit for meson wave packet preparation using Givens rotations, significantly reducing the circuit depth compared to existing methods. Our work provides a non-variational and scalable framework for simulating meson scattering on near-term quantum devices, and provides a concrete strategy for quantum simulation to analyze non-perturbative dynamical processes in confining gauge theories.
• Abstract（参考訳）: 散乱過程は物質の構造を理解するのに基本的であるが、そのリアルタイム力学をシミュレーションすることは、古典的なコンピュータでは難しい。 量子コンピューティングと量子インスパイアされた手法は、そのような現象を効率的にシミュレートするための有望な道を提供する。 本研究では, (1+1)-次元Z2格子ゲージ理論における中間子散乱について検討する。 我々は、幅広い質量とモータにわたる高忠実度中間子生成演算子を構築するための量子部分空間展開法を開発した。 テンソルネットワークシミュレーションを用いて, 弾性散乱と非弾性散乱の両方について検討し, エネルギー移動, 絡み合いエントロピー, 動力学における新しい粒子生成の詳細な解析を行った。 また, メソンウェーブパケット作成のための高効率な量子回路の設計を行い, 既存の手法と比較して回路深さを著しく低減した。 我々の研究は、近距離量子デバイス上での中間子散乱をシミュレーションする非変分的かつスケーラブルなフレームワークを提供し、量子シミュレーションのための具体的な戦略を提供し、ゲージ理論の収束において非摂動動的過程を分析する。

関連論文リスト

• Probing Hadron Scattering in Lattice Gauge Theories on Qudit Quantum Computers [0.5420492913071214]
  我々は、$mathrmU(1)$量子リンク格子ゲージ理論の遠方平衡クエンチダイナミクスに対して、実験的に実現可能なデジタルキュート量子回路を提案する。 提案回路上での散乱過程を探索し,中間子-中間子衝突と中間子-中間子衝突に着目した。 我々のシミュレーションは、デフォーカスとデポーラ化の現実的なノイズモデルを含むが、正確なノイズレス力学と非常によく一致している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-16T20:15:36Z)
• Quantum computation of hadron scattering in a lattice gauge theory [0.0]
  1+1次元のZ$格子ゲージ理論における2ハドロン散乱のディジタル量子計算を提案する。 所望の運動量空間の波動関数を持つ高分離単一粒子波パケットを作成し、デジタル時間進化を通じてそれらの衝突をシミュレートする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-05-26T18:00:49Z)
• Real-Time Scattering on Quantum Computers via Hamiltonian Truncation [0.0]
  実時間散乱過程にハミルトニアントラニケーション(HT)を模擬した量子計算フレームワークを提案する。 HT はヒルベルト空間の量子論を、可解な参照ハミルトニアンのエネルギー固有基底に乗じて近似する。 この結果から,ハミルトニアン・トランケーションは量子場理論の量子シミュレーションに有望な戦略をもたらすことが示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-05-06T18:00:01Z)
• Fourier Neural Operators for Learning Dynamics in Quantum Spin Systems [77.88054335119074]
  ランダム量子スピン系の進化をモデル化するためにFNOを用いる。 量子波動関数全体の2n$の代わりに、コンパクトなハミルトン観測可能集合にFNOを適用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-05T07:18:09Z)
• Thermalization and Criticality on an Analog-Digital Quantum Simulator [133.58336306417294]
  本稿では,69個の超伝導量子ビットからなる量子シミュレータについて述べる。 古典的Kosterlitz-Thouless相転移のシグネチャと,Kibble-Zurekスケール予測からの強い偏差を観測する。 本システムは, 対角二量体状態でディジタル的に調製し, 熱化時のエネルギーと渦の輸送を画像化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-27T17:40:39Z)
• Steps Toward Quantum Simulations of Hadronization and Energy-Loss in Dense Matter [0.0]
  本研究では, 量子コンピュータで観測可能な高密度物質モデルにおいて, 複合粒子のリアルタイムダイナミクスをシミュレーションするためのフレームワークを開発する。 時間依存エネルギーと電荷密度の測定は、エネルギー損失とハドロン生成(ハドロン化)の原因となるメカニズムを特定するために用いられる。 重い中間子の存在下で基底状態を作成するための効率的な方法とそれに対応する量子回路を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-10T17:31:20Z)
• Scattering wave packets of hadrons in gauge theories: Preparation on a quantum computer [0.0]
  本研究では,断熱進化を回避すべく,相互作用理論におけるウェーブ・パケット生成演算子を直接構築する。 本稿では,デジタル量子アルゴリズムを用いて,相互作用するメソニック波のパケットを効率的に,正確に作成可能であることを示す。 これらの忠実度は、単純な対称性に基づくノイズ緩和手法を採用した後、古典的なベンチマーク計算とよく一致する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-01T18:30:10Z)
• High-Energy Collision of Quarks and Mesons in the Schwinger Model: From Tensor Networks to Circuit QED [0.0]
  量子シミュレータの1+1次元における格子量子電磁力学の散乱ダイナミクスについて検討する。 我々は, 複数粒子の波束状態を構築し, 時間とともに進化させ, 衝突後に発生する粒子を検出する。 本研究は,量子場理論における散乱過程の理解を深める上で,古典的および量子シミュレーションの役割を強調した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-05T18:00:00Z)
• Quantum data learning for quantum simulations in high-energy physics [55.41644538483948]
  本研究では,高エネルギー物理における量子データ学習の実践的問題への適用性について検討する。 我々は、量子畳み込みニューラルネットワークに基づくアンサッツを用いて、基底状態の量子位相を認識できることを数値的に示す。 これらのベンチマークで示された非自明な学習特性の観察は、高エネルギー物理学における量子データ学習アーキテクチャのさらなる探求の動機となる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-29T18:00:01Z)
• Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate Landau-Zener model [50.591267188664666]
  本研究では,Landau-Zenerモデルにおける過渡ダイナミクスを,Landau-Zener速度の関数として検討する。 我々の実験は、工学的なボソニックモードスペクトルに結合した量子ビットを用いたより複雑なシミュレーションの道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-26T15:04:11Z)
• Probing finite-temperature observables in quantum simulators of spin systems with short-time dynamics [62.997667081978825]
  ジャジンスキー等式から動機付けられたアルゴリズムを用いて, 有限温度可観測体がどのように得られるかを示す。 長範囲の逆場イジングモデルにおける有限温度相転移は、捕捉されたイオン量子シミュレータで特徴づけられることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-03T18:00:02Z)
• 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)
• 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)
• Scattering of mesons in quantum simulators [0.0]
  コールド原子プラットフォームは、ゲージ理論における非摂動現象の量子シミュレーションを実現するための有望な候補である。 現在の量子シミュレータは線形粒子加速器を模倣することができ、弾性および非弾性中間子衝突のS-行列測定にアクセスできることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-20T19:00:04Z)

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。