論文の概要: Quantum Search for Gravitational Wave of Massive Black Hole Binaries

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.24459v2
• Date: Fri, 17 Oct 2025 11:41:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-20 15:58:54.368143
• Title: Quantum Search for Gravitational Wave of Massive Black Hole Binaries
• Title（参考訳）: 巨大ブラックホール双対の重力波の量子探索
• Authors: Fangzhou Guo, Jibo He,
• Abstract要約: 本研究では、Groverのアルゴリズムに基づく量子マッチングフィルタリングアルゴリズムのMBHB信号への応用について検討する。 特定の単純化された仮定の下では、量子的アプローチは計算複雑性を$O(N)$から$O(sqrtN)$に還元することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3867363075280544
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Matched filtering is a common method for detecting gravitational waves. However, the computational costs of searching large template banks limit the efficiency of classical algorithms when searching for massive black hole binary (MBHB) systems. This work explores the application of a quantum matched filtering algorithm based on Grover's algorithm to MBHB signals. Under certain simplifying assumptions, quantum approach can reduce the computational complexity from $O(N)$ to $O(\sqrt{N})$ theoretically, where $N$ is the size of the template bank. Simulated results illustrate the potential reduction in computational costs, while also showing that the performance can degrade in some cases due to instability of the algorithm. These findings reveal both the potential and the limitations of quantum search for MBHB signals, pointing to the importance of developing more robust and stable search strategies alongside realistic modeling in future work.
• Abstract（参考訳）: マッチングフィルタリングは重力波を検出する一般的な方法である。 しかし、大規模なテンプレートバンクを探索する際の計算コストは、巨大なブラックホールバイナリ(MBHB)システムを探す際の古典的なアルゴリズムの効率を制限している。 本研究では、Groverのアルゴリズムに基づく量子マッチングフィルタリングアルゴリズムのMBHB信号への応用について検討する。 ある単純化された仮定の下では、量子的アプローチは計算複雑性を$O(N)$から$O(\sqrt{N})$に還元することができる。 シミュレーションの結果は計算コストの削減の可能性を示し、またアルゴリズムの不安定性により性能が低下することを示す。 これらの結果は、MBHB信号の量子探索の可能性と限界の両方を明らかにし、将来の作業における現実的なモデリングと並行して、より堅牢で安定した探索戦略を開発することの重要性を示している。

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