$\pi$ 碎裂函数的变分量子电路表示
A quantum representation of $π$ fragmentation functions through variational quantum circuits
- Instituto de Física Corpuscular, Universitat de València – Consejo Superior de Investigaciones Científicas（瓦伦西亚大学-西班牙国家研究委员会粒子物理研究所）
- Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Universidad Autónoma de Sinaloa（西诺阿自治大学自然科学与精确科学学院）
- Departamento de Física and IFIBA-CONICET, FCEyN, Universidad de Buenos Aires（布宜诺斯艾利斯大学理学院与自然科学系及阿根廷国家科学研究委员会物理研究所）
- Departamento de Física Fundamental e IUFFyM, Universidad de Salamanca（萨拉曼卡大学基础物理系与理论与数学物理研究所）
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AI总结：
本文提出基于变分量子电路的π碎裂函数模型，利用对称性构建六味基组并引入物理启发Ansätze，以DSS14为基准，通过纠缠实现高精度表示，并扩展至二维以统一描述能量依赖，为DGLAP演化提供紧凑非微扰参数化。
AI中文摘要：
我们提出了一种用于碎裂函数（FFs）的变分量子电路模型。通过施加同位旋和电荷共轭对称性，构建了一个独立的六味基组来描述带电和中性π介子的产生，同时采用受物理启发的Ansätze，包括对数特征映射和质量阈值，来编码相关的运动学信息。这种量子架构显著减少了量子电路中的冗余，并改善了优化收敛性。以DSS14π介子碎裂函数集为基准，我们首先在固定能量标度下发展了动量分数的一维变分表示（FF-VQR），并展示了夸克与胶子碎裂函数之间的纠缠如何带来显著改进，仅使用两个变分层即可获得准确结果。谱分析进一步表明，该量子模型以有限的傅里叶模式实现了高表达力，支持其作为适用于DGLAP演化的紧凑非微扰参数化。随后，我们将FF-VQR扩展到二维，纳入能量标度依赖性。通过将所有味道通道编码在单个纠缠量子电路中，该量子模型提供了比独立编码每个部分子种类更精确的统一表示。
英文摘要：
We present a variational quantum-circuit model for fragmentation functions (FFs). Isospin and charge-conjugation symmetries are imposed to construct an independent six-flavor basis describing charged and neutral pion production, while physics-inspired Ansätze, including logarithmic feature maps and mass thresholds, encode the relevant kinematics. This quantum architecture substantially reduces the quantum circuit redundancies and improve optimization convergence. Using the DSS14 pion FF set as a benchmark, we first develop a one-dimensional variational representation (FF-VQR) in the momentum fraction at fixed energy scale, and show how entanglement between quark and gluon FFs yields a significant improvement, with accurate results already obtained using just two variational layers. A spectral analysis further demonstrates that the quantum model achieves high expressivity with a limited number of Fourier modes, supporting its use as a compact non-perturbative parametrization suitable for DGLAP evolution. We then extend the FF-VQR to two dimensions by incorporating the energy-scale dependence. By encoding all flavor channels within a single entangled quantum circuit, the quantum model provides a unified representation with higher accuracy than an independent encoding for each partonic species.
