論文の概要: Nuclear shell-model simulation in digital quantum computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.03641v1
- Date: Tue, 7 Feb 2023 17:48:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-08 15:30:52.954735
- Title: Nuclear shell-model simulation in digital quantum computers
- Title（参考訳）: ディジタル量子コンピュータにおける核シェルモデルシミュレーション
- Authors: A. P\'erez-Obiol, A. M. Romero, J. Men\'endez and A. Rios, A.
Garc\'ia-S\'aez, B. Juli\'a-D\'iaz
- Abstract要約: 核シェルモデル(英: Nuclear shell model)は、原子核の構造を研究する主要な多体モデルの一つである。
粒子の数が増加するにつれて、ベースサイズでの指数スケーリングによって妨げられる。
我々は、この制限を回避する核基底状態を見つけるためのシェルモデル量子回路設計戦略を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.880802134366532
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The nuclear shell model is one of the prime many-body methods to study the
structure of atomic nuclei, but it is hampered by an exponential scaling on the
basis size as the number of particles increases. We present a shell-model
quantum circuit design strategy to find nuclear ground states that circumvents
this limitation by exploiting an adaptive variational quantum eigensolver
algorithm. Our circuit implementation is in excellent agreement with classical
shell-model simulations for a dozen of light and medium-mass nuclei, including
neon and calcium isotopes. We quantify the circuit depth, width and number of
gates to encode realistic shell-model wavefunctions. Our strategy also
addresses explicitly energy measurements and the required number of circuits to
perform them. Our simulated circuits approach the benchmark results
exponentially with a polynomial scaling in quantum resources for each nucleus
and configuration space. Our work paves the way for quantum computing
shell-model studies across the nuclear chart.
- Abstract（参考訳）: 原子殻モデルは原子核の構造を研究するための素多体モデルの一つであるが、粒子の数が増えるにつれて基底の大きさの指数関数的スケーリングによって妨げられる。
本稿では、適応型変分量子固有解法アルゴリズムを用いて、この制限を回避する核基底状態を見つけるためのシェルモデル量子回路設計戦略を提案する。
我々の回路実装は、ネオンやカルシウム同位体を含む数十の光・中質量核の古典的なシェルモデルシミュレーションとよく一致している。
ゲートの回路深さ,幅,数を定量化し,現実的なシェルモデル波動関数を符号化する。
我々の戦略は、エネルギー測定とそれを実行するために必要な回路数にも対処する。
シミュレーション回路は、各核と構成空間の量子資源の多項式スケーリングで指数関数的にベンチマーク結果にアプローチする。
我々の研究は、核チャート全体にわたる量子コンピューティングシェルモデル研究の道を開いた。
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