論文の概要: Parton Distributions on a Quantum Computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.16829v1
- Date: Fri, 20 Jun 2025 08:34:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-23 19:00:05.388073
- Title: Parton Distributions on a Quantum Computer
- Title（参考訳）: 量子コンピュータ上の粒子分布
- Authors: Jiunn-Wei Chen, Yu-Ting Chen, Ghanashyam Meher,
- Abstract要約: 実量子デバイスを用いてパートン分布関数(PDF)の最初の量子計算を行う。
この計算は、5つの空間的位置と1つの補助量子ビットにおいて、スタガーされたフェルミオンに10の量子ビットを使用する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.790075246211952
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We perform the first quantum computation of parton distribution function (PDF) with a real quantum device by calculating the PDF of the lightest positronium in the Schwinger model with IBM quantum computers. The calculation uses 10 qubits for staggered fermions at five spatial sites and one ancillary qubit. The most critical and challenging step is to reduce the number of two-qubit gate depths to around 500 so that sensible results start to emerge. The resulting lightcone correlators have excellent agreement with the classical simulator result in central values, although the error is still large. Compared with classical approaches, quantum computation has the advantage of not being limited in the accessible range of parton momentum fraction $x$ due to renormalon ambiguity, and the difficulty of accessing non-valence partons. A PDF calculation with 3+1 dimensional QCD near $x=0$ or $x=1$ will be a clear demonstration of the quantum advantage on a problem with great scientific impact.
- Abstract（参考訳）: 我々は、Schwingerモデルにおける最も軽いポジトロニウムのPDFをIBM量子コンピュータで計算し、パートン分布関数(PDF)を実量子デバイスで最初の量子計算を行う。
この計算は、5つの空間的位置と1つの補助量子ビットにおいて、スタガーされたフェルミオンに10の量子ビットを使用する。
最も重要かつ困難なステップは、2量子ゲートの深さを500個程度に減らし、感度の高い結果が現れるようにすることだ。
結果として生じる光錐相関器は、誤差は大きいものの、古典的なシミュレーターとよく一致している。
古典的手法と比較して、量子計算は、正規化の曖昧さと非価数粒子へのアクセスの困難さにより、パルトン運動量分数$x$のアクセス範囲に制限されないという利点がある。
3+1 次元 QCD を$x=0$ または $x=1$ 近くとする PDF 計算は、大きな科学的影響のある問題に対する量子的優位性の明確な証明となる。
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