論文の概要: Computing Canonical Averages with Quantum and Classical Optimizers: Thermodynamic Reweighting for QUBO Models of Physical Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.07094v1
- Date: Wed, 09 Apr 2025 17:59:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-17 15:45:56.87122
- Title: Computing Canonical Averages with Quantum and Classical Optimizers: Thermodynamic Reweighting for QUBO Models of Physical Systems
- Title（参考訳）: 量子および古典最適化器を用いた標準平均値計算:物理系のQUBOモデルに対する熱力学的再重み付け
- Authors: Francesco Slongo, Cristian Micheletti,
- Abstract要約: 物理エネルギーなどの順序パラメータの特定の間隔に制約されたQUBOに基づくサンプリングに適用可能なヒストグラム再重み付け方式を提案する。
提案手法は,共役アンサンブルにおける期待値の算出を可能にする状態密度を精度良く復元できることを実証する。
そこで本手法は,QUBOに基づく表現と,それ以外は実空間サンプリング法で抽出可能な物理システムの,最先端のキャラクタリゼーションを推し進めるために利用することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present a general method to compute canonical averages for physical models sampled via quantum or classical quadratic unconstrained binary optimization (QUBO). First, we introduce a histogram reweighting scheme applicable to QUBO-based sampling constrained to specific intervals of an order parameter, e.g., physical energy. Next, we demonstrate that the scheme can accurately recover the density of states, which in turn allows for calculating expectation values in the conjugate ensemble, e.g., at a fixed temperature. The method can thus be used to advance the state-of-the-art characterization of physical systems that admit a QUBO-based representation and that are otherwise intractable with real-space sampling methods. A case in point are space-filling melts of lattice ring polymers, recently mapped in QUBO form, for which our method reveals that the ring catenation probability is non-monotonic with the bending rigidity.
- Abstract（参考訳）: 量子または古典的2次非制約バイナリ最適化(QUBO)を用いてサンプリングされた物理モデルの標準平均を計算するための一般的な方法を提案する。
まず, 順序パラメータ, 例えば物理エネルギーの特定の間隔に制約されたQUBOに基づくサンプリングに適用可能なヒストグラム再重み付け手法を提案する。
次に,定温度で共役アンサンブルの期待値を計算できる状態密度を正確に再現できることを実証する。
そこで本手法は,QUBOに基づく表現と,それ以外は実空間サンプリング法で抽出可能な物理システムの,最先端のキャラクタリゼーションを推し進めるために利用することができる。
まず, 格子状高分子の空間充填融解をQUBO形式にマッピングし, リング配位確率が曲げ剛性と非単調であることを明らかにする。
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