論文の概要: TASI/CERN/KITP Lecture Notes on "Toward Quantum Computing Gauge Theories of Nature"

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.15840v1
• Date: Mon, 21 Jul 2025 17:52:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-22 20:51:32.518742
• Title: TASI/CERN/KITP Lecture Notes on "Toward Quantum Computing Gauge Theories of Nature"
• Title（参考訳）: TASI/CERN/KITP講演ノート
• Authors: Zohreh Davoudi,
• Abstract要約: 格子ゲージ理論は、標準模型から自然界における様々な現象の理論的予測を可能にし続けている。 量子コンピューティングに基づく新しい計算パラダイムの出現は、このプログラムにさらなる進歩をもたらす可能性がある。 これらの講義ノートでは、量子コンピューティング格子ゲージ理論を教育的に紹介している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A hallmark of the computational campaign in nuclear and particle physics is the lattice-gauge-theory program. It continues to enable theoretical predictions for a range of phenomena in nature from the underlying Standard Model. The emergence of a new computational paradigm based on quantum computing, therefore, can introduce further advances in this program. In particular, it is believed that quantum computing will make possible first-principles studies of matter at extreme densities, and in and out of equilibrium, hence improving our theoretical description of early universe, astrophysical environments, and high-energy particle collisions. Developing and advancing a quantum-computing based lattice-gauge-theory program, therefore, is a vibrant and fast-moving area of research in theoretical nuclear and particle physics. These lecture notes introduce the topic of quantum computing lattice gauge theories in a pedagogical manner, with an emphasis on theoretical and algorithmic aspects of the program, and on the most common approaches and practices, to keep the presentation focused and useful. Hamiltonian formulation of lattice gauge theories is introduced within the Kogut-Susskind framework, the notion of Hilbert space and physical states is discussed, and some elementary numerical methods for performing Hamiltonian simulations are discussed. Quantum-simulation preliminaries and digital quantum-computing basics are presented, which set the stage for concrete examples of gauge-theory quantum-circuit design and resource analysis. A step-by-step analysis is provided for a simpler Abelian gauge theory, and an overview of our current understanding of the quantum-computing cost of quantum chromodynamics is presented in the end. Examples and exercises augment the material, and reinforce the concepts and methods introduced throughout.
• Abstract（参考訳）: 原子核と粒子物理学における計算のキャンペーンの目印は格子ゲージ理論プログラムである。 この理論は、基礎となる標準モデルから自然界における様々な現象の理論的予測を可能にし続けている。 したがって、量子コンピューティングに基づく新しい計算パラダイムの出現は、このプログラムにさらなる進歩をもたらす可能性がある。 特に、量子コンピューティングは、物質を極大密度で、平衡の内外において第一原理的に研究し、初期の宇宙、天体物理環境、高エネルギー粒子衝突の理論的記述を改善することができると信じられている。 したがって、量子計算に基づく格子ゲージ理論プログラムの開発と発展は、理論核と粒子物理学の研究の活発で高速な領域である。 これらの講義ノートは、プログラムの理論的およびアルゴリズム的な側面、および最も一般的なアプローチとプラクティスに重点を置いて、教育的な方法で量子コンピューティング格子ゲージ理論のトピックを紹介する。 格子ゲージ理論のハミルトン的定式化はKogut-Susskindフレームワーク内で導入され、ヒルベルト空間と物理状態の概念が議論され、ハミルトンシミュレーションを実行するためのいくつかの基本的な数値的手法が議論されている。 量子シミュレーションの基礎とデジタル量子計算の基礎が提示され、ゲージ理論の量子回路設計と資源分析の具体例のステージとなった。 より単純なアベリアゲージ理論をステップバイステップで解析し、量子色力学の量子計算コストに関する現在の理解の概要を最後に示す。 サンプルや演習は材料を増強し、導入される概念や手法を補強する。

関連論文リスト

• Bridging Quantum Mechanics and Computing: A Primer for Software Engineers [0.0]
  量子技術が進むにつれて、ソフトウェアエンジニアは量子力学の概念的理解を発展させて、そのコンピューティングへの影響を理解する必要がある。 この記事では、波動-粒子双対性、重ね合わせ、絡み合い、量子状態、量子測定など、ソフトウェアエンジニアの基本的な量子力学原理に焦点を当てる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-02-22T09:01:00Z)
• Bridging Classical and Quantum: Group-Theoretic Approach to Quantum Circuit Simulation [0.0]
  量子回路を量子コンピュータ上で効率的にシミュレーションすることは、量子コンピューティングの根本的な課題である。 本稿では,既存のシミュレータ上での指数的高速化(ポリノミカルランタイム)を実現する新しい理論手法を提案する。 この発見は、量子アルゴリズムの設計、誤り訂正、より効率的な量子シミュレータの開発に影響を及ぼす可能性がある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-28T20:02:21Z)
• Relaxation of first-class constraints and the quantization of gauge theories: from "matter without matter" to the reappearance of time in quantum gravity [72.27323884094953]
  標準ゲージ理論における初期値問題へのアプローチに関する概念的概要を述べる。 第一級位相空間の制約が、新しい自由度値の修正と解釈すれば緩和される可能性があることを強調する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-19T19:00:02Z)
• Lecture Notes on Quantum Electrical Circuits [49.86749884231445]
  量子電気回路の理論は、回路量子力学または回路QEDと呼ばれる。 この理論の目標は、最も関連する自由度に関する量子記述を提供することである。 これらの講義ノートは、物理学と電気工学における理論指向の修士または博士課程の学生に対して、この主題の教育的概要を提供することを目的としている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-08T19:26:34Z)
• 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)
• The Hintons in your Neural Network: a Quantum Field Theory View of Deep Learning [84.33745072274942]
  線形および非線形の層をユニタリ量子ゲートとして表現する方法を示し、量子モデルの基本的な励起を粒子として解釈する。 ニューラルネットワークの研究のための新しい視点と技術を開くことに加えて、量子定式化は光量子コンピューティングに適している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-08T17:24:29Z)
• Quantum simulation of gauge theory via orbifold lattice [47.28069960496992]
  普遍量子コンピュータ上で$textU(k)$ Yang-Mills理論をシミュレートするための新しいフレームワークを提案する。 本稿では,ヤン・ミルズ理論の静的特性と実時間ダイナミクスの計算への応用について論じる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-12T18:49:11Z)
• Selected topics of quantum computing for nuclear physics [0.24466725954625884]
  量子ゲージ場と物質が組み合わさった量子ゲージ場によって説明される核物理学は、基本的に重要である。 量子コンピューティングは、おそらく核物理学の研究と理解のための転換的なアプローチを提供する。 量子ゲージ場と核物理学をシミュレーションするためのデジタル量子シミュレーションアプローチは多くの注目を集めている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-03T02:35:18Z)
• Preferred basis, decoherence and a quantum state of the Universe [77.34726150561087]
  我々は、量子理論と量子宇宙論の基礎における多くの問題をレビューする。 これらの問題は、H.D. Zehの科学的遺産の一部と見なすことができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-28T18:07:59Z)
• Quantum simulation of quantum field theories as quantum chemistry [9.208624182273288]
  コンフォーマル・トランケーション(英: Conformal truncation)は、一般的な強結合量子場理論を解くための強力な数値法である。 量子計算は格子近似の基本的な物理を理解するのに役立つだけでなく、直接量子場理論の手法をシミュレートすることも示している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-28T01:20:04Z)
• From a quantum theory to a classical one [117.44028458220427]
  量子対古典的交叉を記述するための形式的アプローチを提示し議論する。 この手法は、1982年にL. Yaffeによって、大きな$N$の量子場理論に取り組むために導入された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-01T09:16:38Z)

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。