量子場の粒子ベース符号化による散乱過程の量子シミュレーション

• 研究課題/領域番号: 24K07042
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 飯山 悠太郎 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助教 (10878177)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2028年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2027年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2026年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
• キーワード: 量子コンピュータ / 場の量子論 / 量子系シミュレーション / 高エネルギー散乱 / 量子アルゴリズム

研究開始時の研究の概要

実験素粒子物理学において、粒子の散乱現象のシミュレーションは必要不可欠であるが、現状これは摂動論的な計算に基づいており、素粒子の量子力学的な振る舞いを捉えきれていない可能性がある。量子コンピュータを利用することで、素粒子を記述する場の量子論を非摂動論的に計算できると期待されているが、一般的な計算法は非現実的なほどの数の量子ビットを要する。散乱現象の記述に特化した場合、「粒子ベース符号化」という手法で量子ビット数を大幅に抑制できるが、この手法はまだ原理提唱段階である。本研究は量子コンピュータとその古典エミュレータを用いて粒子ベース符号化を実用的な手法へ発展させることを目的とする。