Dissertação

Quantum Algorithms for Jet Clustering in High Energy Physics EVALUATED

Física Experimental de Altas-Energias (HEP), e em especial o Large Hadron Collider (LHC) na Organização Europeia de Pesquisa Nuclear (CERN), é uma das actividades computacionais mais intensivas globalmente. Ainda assim, esta necessidade de capacidade computacional deverá aumentar significativamente com o próximo LHC de Alta Luminosidade (HL-LHC), e ainda mais em futuras máquinas, tais como o Future Circular Collider (FCC). Consequentemente, a reconstrução de eventos, e em particular o agrupamento de jatos, está destinada a tornar-se um problema de combinatória ainda mais complicado, desafiando assim os recursos computacionais dos dias de hoje. Neste trabalho, estudamos a possibilidade de utilizar a computação quântica de forma a resolver o problema de agrupamento de jatos, e deste modo provar o seu conceito. Com o objectivo de demonstrar o seu enquadramento e desempenho, exploramos a utilização de um novo algoritmo de annealing quântico, assim como de uma versão quântica do algoritmo de agrupamento k-means, implementando-os e executando-os no Processador Quântico (QPU) da D-Wave e no Processador Clássico (CPU) local através da utilização do software Qiskit da IBM, respectivamente. Ao compará-los a padrões de referência adequados, demonstramos com sucesso que a computação quântica é uma opção adequada para utilização futura em problemas HEP altamente intensivos, em particular o de reconstrução de jatos.
física de altas-energias, reconstrução de jatos, computação quântica, annealing quântico, agrupamento k-means

Janeiro 20, 2021, 9:30

Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente

Orientação

ORIENTADOR

João Carlos Carvalho de Sá Seixas

Departamento de Física (DF)

Professor Associado

ORIENTADOR

Yasser Rashid Revez Omar

Departamento de Matemática (DM)

Professor Associado