論文の概要: Physics inspired quantum algorithm for QCD splitting functions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.06789v1
• Date: Thu, 07 May 2026 18:00:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-11 19:43:38.528321
• Title: Physics inspired quantum algorithm for QCD splitting functions
• Title（参考訳）: 物理によるQCD分割関数の量子アルゴリズム
• Authors: Gabriel Rouxinol, Yacine Haddad, Cenk Tüysüz, Sofia Vallecorsa, Michele Grossi,
• Abstract要約: 量子回路プリミティブを導入し,QCDパーティション分割における絡み合いのダイナミクスをモデル化する。 純グルーオンチャネルでは,分割時に発生するヘリシティエンタングルメントの解析式を導出する。 出力グルーオン間で共有されるモーメントを計測結果にエンコードする2量子回路を構築する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We introduce a modular quantum circuit primitive to model entanglement dynamics in QCD parton splitting and use it as a composable building block for data-driven, physics-consistent event generation. For the pure-gluon channel, we derive an analytic expression for the helicity entanglement generated at the splitting vertex, quantified via the concurrence, and construct a two-qubit circuit whose measurement outcomes encode the momentum shared between outgoing gluons while reproducing the QCD-predicted entanglement structure. Calibrating the circuit parameters to LHC jet substructure data maps, reconstructed momentum-sharing fractions are directly related to circuit rotation angles. Composing multiple splitting primitives yields multi-prong momentum-fraction distributions; we validate the three- and four-prong cases against experimental data and find good agreement. For the three-prong configuration, we execute the circuit on superconducting quantum hardware and obtain results consistent with simulation after standard quality cuts, enabled by the low qubit count and shallow circuit depth. This work provides a concrete framework for quantum-native parton-shower modules that encode quantum correlations at the level of splitting dynamics, and offers physics-informed ansätze for future quantum algorithms for QCD.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,QCDパーティション分割における絡み合いのダイナミクスをモデル化するためのモジュラー量子回路プリミティブを導入し,データ駆動型物理一貫性イベント生成のための構成可能なビルディングブロックとして利用する。 純グルーオンチャネルでは,分割頂点で発生するヘリシティエンタングルメントの解析式を導出し,コンカレンスを用いて定量化し,QCD予測エンタングルメント構造を再現しながら,出力グルーオン間で共有されるモーメントをエンコードする2ビット回路を構築する。 回路パラメータをLHCジェットサブ構造データマップに分類すると、再構成された運動量共有率は回路回転角に直接関係する。 複数分割プリミティブを合成すると、多段運動量-屈折分布が得られ、実験データに対して3段と4段のケースが検証され、良好な一致が得られます。 3長構成の場合、超伝導量子ハードウェア上で回路を実行し、低量子ビット数および浅い回路深さで実現した標準品質カット後のシミュレーションと整合した結果を得る。 この研究は、量子ネイティブなパートン-ショワーモジュールのための具体的なフレームワークを提供し、量子相関を分割力学のレベルでエンコードし、将来のQCDの量子アルゴリズムに物理学インフォームされたアンセッツェを提供する。

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