論文の概要: Neutron-proton pairing correlations described on quantum computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.17294v1
- Date: Fri, 30 Aug 2024 13:48:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-02 15:08:40.287864
- Title: Neutron-proton pairing correlations described on quantum computers
- Title（参考訳）: 量子コンピュータにおける中性子-陽子対相関
- Authors: Jing Zhang, Denis Lacroix, Yann Beaujeault-Taudiere,
- Abstract要約: ADAPT-VQE法は原子核における中性子-陽子対の問題を解くために用いられる。
3つの異なる作用素のプールがテストされ、最終的にはハミルトニアンの1つまたは複数の対称性を破る可能性がある。
我々は、ADAPT-VQEが中性子-陽子対問題の非常に正確な記述を提供することができると結論付けた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.861533836466957
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The ADAPT-VQE approach is used to solve the neutron-proton pairing problem in atomic nuclei. This variational approach is considered today as one of the most powerful methods to iteratively find the ground state of a many-body problem, provided a performing set of operators, called the pool of operators, is used to explore the Hilbert space of many-body wave-functions. Three different pools of operators, which might eventually break one or several symmetries of the Hamiltonian during the descent to the ground state, are tested for the neutron-proton pairing problem. We observe that the breaking of some symmetries during the optimization of the trial wave-function might, in general, help to speed up the convergence towards the ground state. Still, we rejected the pool of operators that might explicitly break the total particle number because they become uncontrollable during the optimization process. Overall, we observed that the iterative optimization process rapidly becomes a delicate problem when the number of parameters to build the ansatz increases, and the energy might get stuck at energies higher than the ground state energy. To improve the convergence in this case, several techniques have been proposed, with some better controlling the symmetries during the energy minimization. Among the proposed methods, two have proven effective: one based on an embedding technique and the other on a randomized preparation of the initial state. We conclude that the ADAPT-VQE, complemented by these techniques, can provide a very accurate description of the neutron-proton pairing problem, and can outperform other standardly used techniques that break the particle number symmetry and restore afterwards.
- Abstract（参考訳）: ADAPT-VQE法は原子核における中性子-陽子対の問題を解くために用いられる。
この変分法は現在、多体問題の基底状態を反復的に見つける最も強力な方法の1つと考えられており、多体波動関数のヒルベルト空間を探索するために、演算子のプールと呼ばれる演算子の実行集合が用いられる。
中性子-陽子ペアリング問題のために、3つの異なる作用素のプールがテストされ、最終的にはハミルトニアンの1つまたは複数の対称性が崩壊する可能性がある。
実験波動関数の最適化におけるいくつかの対称性の破れは、一般に基底状態への収束を高速化するのに役立つかもしれない。
それでも、最適化プロセス中に制御不能になるため、粒子数を明示的に破壊する演算子のプールを拒絶した。
総じて, アンザッツを構成するパラメータの数が増加すると, 反復最適化プロセスは急速に微妙な問題となり, エネルギーは基底状態エネルギーよりも高いエネルギーで立ち往生する可能性がある。
この場合の収束を改善するために、エネルギー最小化時の対称性をよりよく制御するいくつかの手法が提案されている。
提案手法のうち, 組込み法と初期状態のランダムな準備法を併用した2つの方法が有効であることが証明された。
これらの技術によって補完されるADAPT-VQEは中性子-陽子対問題の非常に正確な記述を提供し、粒子数対称性を破り、その後回復する他の標準技術よりも優れていると結論付けている。
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