論文の概要: Bayesian phase difference estimation algorithm for direct calculation of
fine structure splitting: accelerated simulation of relativistic and quantum
many-body effects
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.02058v1
- Date: Mon, 5 Dec 2022 06:46:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 19:43:49.427548
- Title: Bayesian phase difference estimation algorithm for direct calculation of
fine structure splitting: accelerated simulation of relativistic and quantum
many-body effects
- Title（参考訳）: 微細構造分割の直接計算のためのベイズ位相差推定アルゴリズム:相対論的及び量子多体効果の加速シミュレーション
- Authors: Kenji Sugisaki, V. S. Prasannaa, Satoshi Ohshima, Takahiro Katagiri,
Yuji Mochizuki, B. K. Sahoo, B. P. Das
- Abstract要約: 我々は最近提案された量子アルゴリズムであるベイズ位相差推定(BPDE)手法を実装し,微細構造分割を正確に計算する。
数値シミュレーションにより, BPDE法はボーロン様イオンの微細構造を605.3 cm$-1$の根平均平方偏差で予測できることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this work, we implement the recently-proposed quantum algorithm, the
Bayesian Phase Difference Estimation (BPDE) approach, to accurately compute
fine-structure splittings, which are relativistic in origin and it also depends
on quantum many-body (electron correlation) effects, of appropriately chosen
states of atomic systems, including highly-charged superheavy ions. Our
numerical simulations reveal that the BPDE algorithm, in the
Dirac--Coulomb--Breit framework, can predict the fine-structure splitting to
Boron-like ions to within 605.3 cm$^{-1}$ of root mean square deviations from
the experimental ones, in the (1s, 2s, 2p, 3s, 3p) active space. We performed
our simulations of relativistic and electron correlation effects on Graphics
Processing Unit (GPU) by utilizing NVIDIA's cuQuantum, and observe a $\times
42.7$ speedup as compared to the CPU-only simulations in an 18-qubit active
space.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,超重イオンを含む原子系の適切に選択された状態の量子多体(電子相関)効果に依存する超構造分割を正確に計算するために,最近提案されている量子アルゴリズムであるbayesian phase difference estimation (bpde) 法を実装した。
数値シミュレーションにより,Dirac-Coulomb-BreitフレームワークのBPDEアルゴリズムは, (1s, 2s, 2p, 3s, 3p) 活性空間において, (1s, 3p) の根平均平方偏差の605.3 cm$^{-1}$の範囲で, ホウ素様イオンへの微細構造分裂を予測できることがわかった。
NVIDIA のcuQuantum を用いて,GPU 上での相対論的および電子相関効果のシミュレーションを行い,CPU のみの18ビットアクティブ空間でのシミュレーションと比較して,42.7$ の高速化を実現した。
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