2022 Fiscal Year Research-status Report
Behavior of hadrons at finite density
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21K03573
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中村 純 大阪大学, 核物理研究センター, 協同研究員 (30130876)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
保坂 淳 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (10259872)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 有限密度 / 数値シミュレーション / 符号問題 / 重イオン反応 / 量子コンピュータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高エネルギーでのハドロンの反応は、クォークの力学の理解を進めてくれることが期待されており、日本のJ-PARCやロシアのDUBNA加速器などによる実験で計画されている
素粒子の４つの相互作用のうち、重力を除く電磁相互作用、弱い相互作用、強い相互作用はワインバーグ・サラムによる標準理論で記述される。しかし、強い相互作用は摂動論の適用範囲が限られるために適切な解析手段の開発が重要になる。このためにハドロンの反応について、格子QCDの数値シミュレーションによって解析を進めてきた。
今年度は、昨年度に進めたカノニカル法を拡張し、特に将来の量子コンピュータの適用を目指して理論の整備を行なっている。量子コンピュータは通常のスーパーコンピュータよりさらに高い効率で数値シミュレーションを実施できることが期待されている。また、これまでの数値シミュレーションではハドロンの質量の計算が主であったが、難しいハドロン反応についても解析できる可能性がある。
今年度は、格子QCDを、特に有限密度系を含むような形で量子コンピュータで計算するための定式化を進めてきた。量子コンピュータは、情報系の研究者によって研究が行われているが、素粒子原子核での研究に使われたことはおそらく無い。このために、量子コンピュータによる計算法の文献調査、理論研究者との研究討論を進めている。
現在、量子コンピュータの実機を一般利用に供しているセンター等は少ない。量子コンピュータを所有する研究機関に利用可能性を問い合わせている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
量子コンピュータは、大規模数値計算などで今後有用な道具となることが予想されている。しかし、素粒子・原子核分野で、これまであまり使われたことがない。
量子コンピュータ上でのコード開発や可能な利用マシーンについて、調査、研究討論を行っていたために、調査に時間を必要としたが、量子コンピュータを所有する国内の研究機関からはこれまでのところ前向きな対応をしていただいている。
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| Strategy for Future Research Activity |
国外の量子コンピュータでのアカウントを取得し、短い実験的なコードの実行を行っている。さらに実際の格子QCDシミュレーションのコードを開発し、計算速度を測定する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ（Covid-19）の感染拡大のために、旅費が当初の予定より使用額が低かった。共同研究は遠隔会議システムで継続したが、十分とは言えない。今年度後半から、積極的に進めていきたい。
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