論文の概要: Time-Domain Observables for Resonant Scattering in Quantum Simulations of Lattice Gauge Theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.17470v1
- Date: Mon, 12 Oct 2026 22:34:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-17 18:46:03.903826
- Title: Time-Domain Observables for Resonant Scattering in Quantum Simulations of Lattice Gauge Theory
- Title（参考訳）: 格子ゲージ理論の量子シミュレーションにおける共鳴散乱の時間領域観測
- Abstract要約: 純 $SU(3)$ 格子ゲージ理論において, プラケット格子上のグルーボール散乱について検討する。
格子ゲージ理論のスペクトル特性を共有する玩具モデルを構築し,観測対象の抽出を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2446948464551684
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum computing may allow unprecedented access to nonequilibrium quantum dynamics, including problems of interest in particle physics, like the real-time development of scattering processes. Although fault-tolerant simulations at scale are still in the future, recent advancements toward early fault-tolerant simulations motivate building increasingly elaborate benchmark problems in order to assess state-of-the-art capabilities and test new algorithms and observables. In this work, we study glueball scattering on a line-of-plaquettes lattice in pure $SU(3)$ lattice gauge theory. We characterize scattering of the lowest-energy glueball states using classical exact diagonalization methods, identifying the continuum resonance structure using real-time simulations and approximate analytic methods, and we propose time-domain observables for extracting properties of the resonance from quantum simulations. We furthermore construct a toy model that shares the spectral features of the lattice gauge theory and demonstrate extraction of the observables. Feasibility on near-term hardware is demonstrated through simulation of a resonant collision of this toy model on Quantinuum System Model $\texttt{H2-2}$, with a 14-plaquette chain encoded in 28 qubits. The Trotterized circuit after optimization and compression requires $\sim 25n$ entangling gates for $n$ Trotter steps.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは非平衡量子力学への前例のないアクセスを可能にし、散乱過程のリアルタイム発展のような粒子物理学への関心の問題を含む。
スケールでのフォールトトレラントシミュレーションはまだ先だが、初期のフォールトトレラントシミュレーションへの最近の進歩は、最先端の能力を評価し、新しいアルゴリズムと可観測性をテストするために、より精巧なベンチマーク問題を構築する動機となっている。
本研究では、純$SU(3)$格子ゲージ理論において、プラケッツ格子上のグルーボール散乱について検討する。
我々は,古典的厳密な対角化法を用いて,低エネルギーのグルーボール状態の散乱を特徴付けるとともに,実時間シミュレーションと近似解析法を用いて連続体共振構造を同定し,量子シミュレーションから共振特性を抽出するための時間領域オブザーバブルを提案する。
さらに、格子ゲージ理論のスペクトル特徴を共有する玩具モデルを構築し、観測対象の抽出を実証する。
近未来のハードウェアの可能性は、28キュービットで符号化された14-プラケット鎖を持つQuantinuum System Model $\texttt{H2-2}$上で、この玩具モデルの共鳴衝突のシミュレーションによって実証される。
最適化と圧縮後のトロッター化回路は、$n$トロッターステップのためのエンタングリングゲートを$\sim 25n$で要求する。
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