論文の概要: Prospects for NMR Spectral Prediction on Fault-Tolerant Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.09340v1
• Date: Thu, 13 Jun 2024 17:20:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-14 16:25:49.654939
• Title: Prospects for NMR Spectral Prediction on Fault-Tolerant Quantum Computers
• Title（参考訳）: フォールトトレラント量子コンピュータにおけるNMRスペクトル予測の展望
• Authors: Justin E. Elenewski, Christina M. Camara, Amir Kalev,
• Abstract要約: 核磁気共鳴分光法は顕著な分析ツールである。 原子磁気学の進歩により、この分光法は電磁界の強度よりはるかに低いものとなった。 これらのスペクトルをシミュレートするために、フォールトトレラント量子計算がいかに用いられるかを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.24578723416255752
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Nuclear magnetic resonance spectroscopy is a prominent analytical tool, with applications throughout chemistry, medicine and solid-state physics. While conventional NMR spectrometers require large magnetic fields to interrogate a sample, recent advances in atomic magnetometry have enabled this spectroscopy far below geomagnetic field strengths. This zero-to-ultralow (ZULF) field regime can be advantageous since it mitigates relaxation and reveals spin couplings that are otherwise obscured, all while using compact and lower-overhead instrumentation. The resulting spectra are nonetheless difficult to interpret without computation, which can be taxing due to the presence of vector couplings and long-range spin networks. Following recent proposals, we demonstrate how fault-tolerant quantum computation could be used to simulate these spectra. Our analysis spans from input selection to the construction of explicit circuits based on qubitized quantum dynamics. By maintaining parity with experimental requirements, we demonstrate how NMR spectral prediction might be an early application for fault-tolerant quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 核磁気共鳴分光法は、化学、医学、固体物理学全般に応用される顕著な分析ツールである。 従来のNMR分光計は試料を疑問視するために大きな磁場を必要とするが、近年の原子磁気学の進歩は、この分光を地磁気の強度よりはるかに低いものにしている。 このゼロ・トゥ・ウルトラロー場(ZULF)は、コンパクト・ローオーバーヘッド・インスツルメンテーションを用いて、緩和を緩和し、他の方法では見えないスピンカップリングを明らかにするため、有利である。 結果のスペクトルは計算なしでは解釈が困難であり、これはベクトル結合や長距離スピンネットワークの存在によって課税される可能性がある。 最近の提案に続き、これらのスペクトルをシミュレートするために、フォールトトレラント量子計算をどのように使用できるかを示す。 我々の分析は、入力選択から量子力学に基づく明示的な回路の構成まで多岐にわたる。 実験条件と等価性を維持することにより、NMRスペクトル予測がフォールトトレラント量子コンピュータの早期応用であることを示す。

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