論文の概要: A time-dependent wave-packet approach to reactions for quantum computation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.26881v1
- Date: Fri, 27 Mar 2026 18:01:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-31 23:18:44.677957
- Title: A time-dependent wave-packet approach to reactions for quantum computation
- Title（参考訳）: 時間依存波束法による量子計算のための反応
- Authors: Evan Rule, Ionel Stetcu,
- Abstract要約: 有限格子上の核反応や化学反応の散乱行列を求める手法について述べる。
初期状態と最終状態がウェーブパケットとして準備されている以外は、他に必要な操作はユニタリ時間進化のみである。
我々は弾性過程と非弾性過程の両方について,一連の数値的な例を通して本手法を実証する。
- 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 describe a method for obtaining the scattering matrix for nuclear or chemical reactions on a finite lattice. Aside from the preparation of the initial and final states as wave packets, the only other operation required is unitary time evolution, making this approach ideal for simulations on quantum hardware. The central quantity is a time-dependent overlap between incoming and outgoing wave packets whose Fourier transform corresponds to the scattering matrix at fixed energy, from which one can calculate elastic and inelastic cross sections for reactions involving two interacting clusters. Working in Cartesian coordinates enables an efficient encoding of the problem on quantum hardware via the first quantization mapping, with favorable qubit scaling for describing asymptotic scattering states. Within this framework, we describe a quantum algorithm for probing the scattering amplitude through different angles, including the forward direction, which provides access to the total cross section via the optical theorem. We demonstrate our methods through a series of numerical examples, for both elastic and inelastic processes, comparing against exact calculations. The techniques we describe can more readily be extended to a large number of constituent particles than other existing approaches, once fault-tolerant quantum hardware becomes available.
- Abstract（参考訳）: 有限格子上の核反応や化学反応の散乱行列を求める手法について述べる。
初期状態と最終状態がウェーブパケットとして準備されているのとは別に、他に必要な操作はユニタリ時間進化のみであり、量子ハードウェア上でのシミュレーションに最適である。
中心量は、フーリエ変換が固定エネルギーの散乱行列に対応する入射波パケットと出射波パケットの時間依存性の重なりであり、2つの相互作用するクラスターを含む反応に対する弾性的および非弾性的断面積を計算することができる。
カルテシアン座標の作用により、第1量子化写像による量子ハードウェア上の問題の効率的な符号化が可能となり、漸近散乱状態を記述するために好ましい量子ビットスケーリングが可能となる。
この枠組みでは、前方方向を含む異なる角度から散乱振幅を求める量子アルゴリズムを記述し、光学定理による全断面へのアクセスを提供する。
我々は, 弾性および非弾性過程の数値的な例を用いて, 正確な計算との比較を行った。
私たちが記述するテクニックは、フォールトトレラント量子ハードウェアが利用可能になると、既存のアプローチよりも多くの構成粒子に容易に拡張できる。
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