論文の概要: Nuclear shell-model simulation in digital quantum computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.03641v3
- Date: Fri, 15 Sep 2023 14:43:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-18 18:46:56.982588
- 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。
実際のシェルモデル波動関数を符号化するために,回路深さ,幅,ゲート数の定量化を行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5478949073334747
- 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 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. This work paves the way for quantum
computing shell-model studies across the nuclear chart and our quantum resource
quantification may be used in configuration-interaction calculations of other
fermionic systems.
- 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。
適応型変分量子固有解法アルゴリズムを用いて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手法を提案する。
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、各原子核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。
この研究は、原子核チャート全体の量子計算シェルモデルの研究への道を開き、我々の量子リソースの定量化は、他のフェルミオン系の構成-相互作用計算に応用できるかもしれない。
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