論文の概要: Classical Criticality via Quantum Annealing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.13625v1
• Date: Mon, 19 May 2025 18:04:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-21 14:49:52.473939
• Title: Classical Criticality via Quantum Annealing
• Title（参考訳）: 量子アニーリングによる古典的臨界度
• Authors: Pratik Sathe, Andrew D. King, Susan M. Mniszewski, Carleton Coffrin, Cristiano Nisoli, Francesco Caravelli,
• Abstract要約: 量子異方体が位相図を正確に再現し、臨界現象をシミュレートできることを実証する。 我々は、温度相転移の臨界指数を研究するために、有限サイズスケーリングとバインダー累積剤を量子アニールに用いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum annealing provides a powerful platform for simulating magnetic materials and realizing statistical physics models, presenting a compelling alternative to classical Monte Carlo methods. We demonstrate that quantum annealers can accurately reproduce phase diagrams and simulate critical phenomena without suffering from the critical slowing down that often affects classical algorithms. To illustrate this, we study the piled-up dominoes model, which interpolates between the ferromagnetic 2D Ising model and Villain's fully frustrated ``odd model''. We map out its phase diagram and for the first time, employ finite-size scaling and Binder cumulants on a quantum annealer to study critical exponents for thermal phase transitions. Our method achieves systematic temperature control by tuning the energy scale of the Hamiltonian, eliminating the need to adjust the physical temperature of the quantum hardware. This work demonstrates how, through fine-tuning and calibration, a quantum annealer can be employed to apply sophisticated finite-size scaling techniques from statistical mechanics. Our results establish quantum annealers as robust statistical physics simulators, offering a novel pathway for studying phase transitions and critical behavior.
• Abstract（参考訳）: 量子アニーリングは、磁気材料をシミュレートし、統計物理学モデルを実現するための強力なプラットフォームを提供し、古典的モンテカルロ法に代わる魅力的な代替手段を提供する。 量子異方体が位相図を正確に再現し、しばしば古典的アルゴリズムに影響を与える臨界減速に悩まされることなく臨界現象をシミュレートできることを実証する。 これを説明するために、強磁性2次元イジングモデルとヴィランの完全にフラストレーションされた 'odd model'' との間を補間する積み上げドミノモデルについて検討する。 我々は、その相図をマップアウトし、初めて、有限サイズのスケーリングとBinder累積を量子アニール上に使用して、熱相転移の臨界指数を研究する。 本手法は,ハミルトニアンのエネルギースケールを調整し,量子ハードウェアの物理温度を調整する必要をなくし,系統的な温度制御を実現する。 この研究は、微調整と校正によって、量子アニールを用いて、統計力学から洗練された有限サイズのスケーリング技術を適用する方法を示す。 本研究は, 安定な統計物理シミュレータとして量子異方体を構築し, 相転移と臨界挙動を研究するための新しい経路を提供する。

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