論文の概要: Quantum Magic in High Energy Collision
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.19095v1
- Date: Wed, 19 Aug 2026 16:45:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-20 20:13:55.464914
- Title: Quantum Magic in High Energy Collision
- Title（参考訳）: 高エネルギー衝突における量子マジック
- Abstract要約: 高エネルギー衝突では、量子電磁力学(QED)はマジックを生成するのに非効率であり、弱い混合角度はチャージレプトン散乱におけるマジック生成を最小限に抑える値の近くにある。
本稿では,QEDプロセスとエレクトロ弱プロセスの両基盤におけるマジック生成の詳細な研究を行い,これらの結果と基礎不変な非局所魔法との比較を行った。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.508425136604131
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum magic, or nonstabilizerness, is a quantum resource associated with computational advantage in quantum systems. In high energy collisions, Quantum Electrodynamics (QED) is inefficient at generating magic while the weak mixing angle, a fundamental constant of nature, sits near a value that minimizes magic production in charged-lepton scattering. These observations were made in the laboratory (lab) basis, in which spin is projected along the incoming beam axis. An alternative choice is the helicity basis, in which spin is projected along the direction of motion of each particle. The transformation between these two bases is, in general, not a Clifford operation and therefore can change the amount of magic. We present a detailed study of magic production in both bases for QED and electroweak processes, and compare these results with the basis-invariant non-local magic. In the ultra-relativistic limit, magic production is generally smaller in the helicity basis due to helicity selection rules, while the lab basis generally yields less magic in the non-relativistic regime. We provide circuit realizations of the ultra-relativistic Bhabha amplitudes using linear combinations of unitaries and show that the lab basis construction contains a larger $T$-gate count at generic scattering angles. Interestingly, in both bases the physical weak mixing angle lies close to the value that minimizes magic production.
- Abstract（参考訳）: 量子マジック(英: Quantum magic, nonstabilizerness)は、量子システムにおける計算上の優位性に関連する量子資源である。
高エネルギー衝突では、量子電磁力学(QED)は魔法を生成するのに非効率であるが、自然の基本的な定数である弱い混合角は、荷電レプトン散乱における魔法の生成を最小限に抑える値の近くにある。
これらの観測は実験室(実験室)で行われ、スピンは入射ビーム軸に沿って投影される。
別の選択はヘリシティ基底であり、スピンは各粒子の運動方向に沿って投影される。
これら2つの基底間の変換は、一般にクリフォード演算ではなく、従って魔法の量を変えることができる。
本稿では,QEDプロセスとエレクトロ弱プロセスの両基盤におけるマジック生成の詳細な研究を行い,これらの結果と基礎不変な非局所魔法との比較を行った。
超相対論的な限界において、マジック生成はヘリシティ選択規則によってヘリシティベースで一般的に小さくなるが、実験室ベースでは一般に非相対論的な状態においてより少ないマジックを生成する。
本稿では, 線形結合による超相対論的ババ振幅の回路化を行い, 一般散乱角において, 実験室の基底構造がより大きいT$ゲート数を含むことを示す。
興味深いことに、両方の基盤において、物理的に弱い混合角度はマジック生成を最小限に抑える値に近い。
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