Fugu-MT 論文翻訳(概要): Prediction of the neutron drip line in oxygen isotopes using quantum computation

論文の概要: Prediction of the neutron drip line in oxygen isotopes using quantum computation

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.06432v1
Date: Sat, 10 Jun 2023 12:55:08 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-06-13 19:05:43.077914
Title: Prediction of the neutron drip line in oxygen isotopes using quantum computation
Title（参考訳）: 量子計算による酸素同位体中の中性子ドリップ線の予測
Authors: Chandan Sarma, Olivia Di Matteo, Abhishek Abhishek, Praveen C. Srivastava
Abstract要約: 選択した酸素同位体の変分量子固有解法(VQE)結果を示す。我々は、一元結合クラスタ(UCC)型アンサツェを用いて、酸素鎖の中性子ドリップ線を特定する。将来の量子ハードウェアの改良により、より重い原子核のドリップ線を見つけることができる。
参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8899300124593643
License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Abstract: In the noisy intermediate-scale quantum era, variational algorithms have become a standard approach to solving quantum many-body problems. Here, we present variational quantum eigensolver (VQE) results of selected oxygen isotopes within the shell model description. The aim of the present work is to locate the neutron drip line of the oxygen chain using unitary coupled cluster (UCC) type ansatze with different microscopic interactions (DJ16, JISP16, and N3LO), in addition to a phenomenological USDB interaction. While initially infeasible to execute on contemporary quantum hardware, the size of the problem is reduced significantly using qubit tapering techniques in conjunction with custom circuit design and optimization. The optimal values of ansatz parameters from classical simulation are taken for the DJ16 interaction, and the tapered circuits are run on IonQ's Aria, a trapped-ion quantum computer. After applying gate error mitigation for three isotopes, we reproduced exact ground state energies within a few percent error. The post-processed results from hardware also clearly show $^{24}$O as the drip line nucleus of the oxygen chain. Future improvements in quantum hardware could make it possible to locate drip lines of heavier nuclei.
Abstract（参考訳）: ノイズの多い中間スケール量子時代において、変分アルゴリズムは量子多体問題を解く標準的なアプローチとなっている。ここでは,シェルモデル記述中の選択酸素同位体の変動量子固有解法(VQE)について述べる。本研究の目的は, 現象学的USDB相互作用に加えて, 異なる微視的相互作用 (DJ16, JISP16, N3LO) を持つユニタリカップリングクラスタ (UCC) 型アンサターゼを用いて酸素鎖の中性子ドリップ線を見つけることである。当初、現代の量子ハードウェア上では実行できないが、問題のサイズは、カスタム回路の設計と最適化と共にキュービットテーパリング技術を用いて大幅に削減される。古典的なシミュレーションから得られたアンサッツパラメータの最適値はdj16相互作用にあてられ、テーパ付き回路は閉じ込められたイオン量子コンピュータであるionqのaria上で実行される。 3つの同位体にゲート誤差緩和を施した後、数パーセントの誤差で正確な基底状態エネルギーを再現した。ハードウェアによる後処理の結果、酸素鎖のドリップライン核として$^{24}$Oが明らかに示されている。将来の量子ハードウェアの改良により、重い核のドリップ線を見つけることができる。

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