論文の概要: Quantum computing for high energy nuclear physics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.05491v1
- Date: Tue, 03 Nov 2026 19:00:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-06 03:25:57.818224
- Title: Quantum computing for high energy nuclear physics
- Title（参考訳）: 高エネルギー核物理学のための量子コンピューティング
- Abstract要約: 量子情報科学(QIS)は、強く相互作用する量子系の多体・非平衡・リアルタイム特性を探索するためのツールを提供する。
本稿は、高エネルギー核物理学におけるオープンな問題に対処するための新しいパラダイムを実現するのにQISが役立つことを論じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum information science (QIS) offers a new set of conceptual and computational tools ideally suited to exploring the many-body, out-of-equilibrium, and real-time properties of strongly interacting quantum systems. These themes find a natural counterpart in high energy nuclear physics, whose central goal is to describe the properties of Quantum Chromodynamics (QCD), the theory of the strong interaction, under extreme conditions. Relevant examples range from the formation and internal structure of hadrons, to the collective and thermalization dynamics of strongly interacting QCD matter, and the properties of complex many-body scattering processes. Although tremendous progress has been made over the past decades in our understanding of QCD in the nuclear physics context, through perturbative methods, lattice QCD, and effective theory descriptions, phenomena that are intrinsically connected to real-time dynamics, highly entangled many-body evolution, or finite density regimes remain only partially accessible with existing approaches. In this article, we argue that QIS can help realize a new paradigm for addressing these open questions. With the aim of making the discussion accessible to both high energy nuclear physics and QIS audiences, we provide an overview of selected open problems in high energy nuclear physics, with emphasis on aspects motivated by collider phenomenology, and discuss how they can be approached using QIS tools. This connection is illustrated through representative examples drawn from the recent literature, making the case that QIS can become a driving force for discovery in nuclear physics in the coming years.
- Abstract（参考訳）: 量子情報科学(QIS)は、強く相互作用する量子システムの多体・非平衡・リアルタイム特性の探索に理想的に適した、新しい概念および計算ツールセットを提供する。
これらのテーマは、強い相互作用の理論である量子染色体力学(Quantum Chromodynamics, QCD)の性質を極端な条件下で記述することを目的としている高エネルギー核物理学において自然に相反するものである。
関連する例としては、ハドロンの形成と内部構造、強く相互作用するQCD物質の集合的および熱化ダイナミクス、複雑な多体散乱過程の性質などがある。
核物理学の文脈におけるQCDの理解において、過去数十年にわたって大きな進歩を遂げてきたが、摂動法、格子QCD、効果的な理論記述を通じて、実時間力学と本質的に結びついている現象、非常に絡み合った多体進化、あるいは有限密度規則は、既存のアプローチで部分的にのみアクセス可能である。
本稿では,これらのオープンな問題に対処する新たなパラダイムを実現する上で,QISが有効である,と論じる。
高エネルギー核物理学とQISオーディエンスの両方にこの議論をアクセス可能にすることを目的として、我々は、高エネルギー核物理学における選択されたオープンな問題について概観し、コライダー現象学に動機づけられた側面に注目し、QISツールを用いてそれらがどのようにアプローチできるかについて議論する。
この関係は、最近の文献から引用された代表例を通して説明され、QISが今後数年で核物理学の発見の原動力となる可能性がある。
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