論文の概要: Resource-Efficient Simulations of Particle Scattering on a Digital Quantum Computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.17832v1
• Date: Wed, 23 Jul 2025 18:00:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-25 15:10:42.332043
• Title: Resource-Efficient Simulations of Particle Scattering on a Digital Quantum Computer
• Title（参考訳）: ディジタル量子コンピュータにおける粒子散乱の資源効率シミュレーション
• Authors: Yahui Chai, Joe Gibbs, Vincent R. Pascuzzi, Zoë Holmes, Stefan Kühn, Francesco Tacchino, Ivano Tavernelli,
• Abstract要約: 我々は,デジタル量子コンピュータ上での相互作用するThiringモデルにおいて,粒子波パケットの散乱をシミュレーションする手法を開発し,実演する。 散乱力学の低絡み時間スライスを同定し、テンソルネットワークによる効率的な表現を利用する。 我々は40量子ビット上の全散乱ダイナミクスを正確にシミュレートし、さらに80量子ビット上のウェーブパケット状態準備を実証する。
• 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: We develop and demonstrate methods for simulating the scattering of particle wave packets in the interacting Thirring model on digital quantum computers, with hardware implementations on up to 80 qubits. We identify low-entanglement time slices of the scattering dynamics and exploit their efficient representation by tensor networks. Circuit compression based on matrix product state techniques yields on average a reduction by a factor of 3.2 in circuit depth compared to conventional approaches, allowing longer evolution times to be evaluated with higher fidelity on contemporary quantum processors. Utilizing zero-noise extrapolation in combination with Pauli twirling, on quantum hardware we accurately simulate the full scattering dynamics on 40 qubits, and further demonstrate the wave packet state-preparation on 80 qubits.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータ上での対話型Thiringモデルにおいて,最大80量子ビットのハードウェア実装を用いて,粒子波パケットの散乱をシミュレーションする手法を開発し,実演する。 散乱力学の低絡み時間スライスを同定し、テンソルネットワークによる効率的な表現を利用する。 行列積状態技術に基づく回路圧縮は、従来の手法に比べて回路深さの3.2倍の減少率で、現代の量子プロセッサで高い忠実さで長い進化時間を評価することができる。 量子ハードウェア上では、ゼロノイズ外挿とパウリ・ツワイルリングを組み合わせることで、40量子ビット上の全散乱ダイナミクスを正確にシミュレートし、さらに80量子ビット上でのウェーブパケット状態調整を実証する。

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