論文の概要: Qiskit Quantum Circuits Posit Singlet state in Radical Pair-based Magnetoreception of Migratory Birds
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.12336v1
- Date: Mon, 14 Apr 2025 09:17:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-18 14:35:39.964643
- Title: Qiskit Quantum Circuits Posit Singlet state in Radical Pair-based Magnetoreception of Migratory Birds
- Title（参考訳）: Qiskitの量子回路は、狂犬病鳥類の根管性乳頭磁気受容における一重項状態の可能性
- Authors: Hillol Biswas, Spyridon Talaganis,
- Abstract要約: 量子回路は重ね合わせ、絡み合い、量子コヒーレンスなどの量子現象を観測することができる。
渡り鳥における急進的対型磁気受容の研究は、かなり前から焦点が当てられていた。
異なる量子状態の結果は一貫しており、エミュレート可能なシングルトリップレット機構を示唆している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Quantum computing applications in diverse domains are emerging rapidly. Given the limitations of classical computing techniques, the peculiarity of quantum circuits, which can observe quantum phenomena such as superposition, entanglement, and quantum coherence, is remarkable. This capability enables them to achieve measurement sensitivities far beyond classical limits. Research on radical pair-based magnetoreception in migratory birds has been a focus area for quite some time. A quantum mechanics-based computing approach, thus unsurprisingly, identifies a scope of application. In this study, to observe the phenomenon, electron-nucleus spin quantum circuits for different geomagnetic fluxes have been simulated and run through IBM Qiskit quantum processing units with error mitigation techniques. The results of different quantum states are consistent, suggesting singlet-triplet mechanisms that can be emulated, resembling the environment-enabling flights of migratory birds through generations of the avian species. The four-qubit model emulating electron-nucleus systems mimicking the environmental complexity outcome shows the sensitiveness to change of magnetic flux index, high probability of singlet-triplet dynamics, and upholding radical pair model states by the purity of the sub-system and full system outcome of coherence, the hallmark of singlet state dominance. The work involved performing fifty quantum circuits for different magnetic field values, each with one thousand and twenty-four shots for measurement, either in the simulator or on real quantum hardware, and for two error mitigation techniques, preceded by a noise model of a simulator run.
- Abstract（参考訳）: 多様な領域における量子コンピューティングの応用は急速に発展しつつある。
古典的な計算技術の限界を考えると、重ね合わせ、絡み合い、量子コヒーレンスといった量子現象を観測できる量子回路の特異性は顕著である。
この能力により、古典的な限界を超えて測定感度を達成できる。
渡り鳥における急進的対型磁気受容の研究は、かなり前から焦点が当てられていた。
量子力学に基づくコンピューティングアプローチは、当然のことながら、適用範囲を特定している。
本研究では、この現象を観測するために、異なる地磁気フラックスに対する電子核スピン量子回路をシミュレーションし、誤り低減技術を用いてIBM Qiskit量子処理ユニットを動作させた。
異なる量子状態の結果は一貫しており、鳥類の世代を通した渡り鳥の環境にかかわる飛行に似た、エミュレート可能なシングルトリップレット機構を示唆している。
環境複雑性の結果を模倣する電子核系を模した4量子モデルでは,磁束指数の変化に対する感度,一重項-三重項ダイナミクスの確率が高く,一重項状態支配の指標である一重項状態の純度と完全系結果によるラジカルペア状態の維持が示されている。
この研究は、シミュレーターまたは実際の量子ハードウェアで、それぞれ1,000と24のショットを計測するための異なる磁場値に対して50の量子回路を実行することと、シミュレーターランのノイズモデルに先行する2つのエラー軽減技術について行われた。
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