論文の概要: Quantum computing of magnetic-skyrmion-like patterns in Heisenberg ferromagnets

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.19808v1
• Date: Mon, 26 May 2025 10:45:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-27 16:58:43.363781
• Title: Quantum computing of magnetic-skyrmion-like patterns in Heisenberg ferromagnets
• Title（参考訳）: ハイゼンベルク強磁性体における磁歪様パターンの量子計算
• Authors: Matej Komelj, Vinko Sršan, Kristina Žužek, Sašo Šturm,
• Abstract要約: ジアロシンスキー-モリヤ相互作用(DMI)による量子二次元スピン-1/2ハイゼンベルク模型の対角化 計算された全エネルギー、磁化、およびトポロジカル電荷の外部磁場依存性は、顕著な不連続性を示す。 研究対象物は、スピントロニクスや情報キャリアーとしても最終的に応用できるほど安定している。
• 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 diagonalize the quantum two-dimensional spin-1/2 Heisenberg model with Dzyaloshinskii-Moriya interaction (DMI) by applying the variational quantum eigensolver, running on a quantum-computer simulator, which turns out to be a more efficient approach than a classical direct diagonalization for systems with more than 17 sites. The calculated external-magnetic-field dependence of the total energy, of the magnetization, as well as of the topological charge exhibits a distinctive discontinuity which hints for the existence of zero-temperature magnetic skyrmions-like structures at the quantum level, controlled by the combination of the exchange-coupling and the DMI parameters. The potentially measurable jump in the magnetization upon changing the field indicates the investigated objects as stable enough for eventual applications in spintronics or even as information carriers.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータシミュレータ上で動作する変分量子固有解器を適用して,DMIを用いた2次元スピン-1/2ハイゼンベルク模型の対角化を行ない,これは17サイト以上のシステムに対する古典的直接対角化よりも効率的なアプローチであることが判明した。 計算された磁化の総エネルギー、およびトポロジカル電荷の外部磁場依存性は、交換結合とDMIパラメータの組み合わせによって制御される、量子レベルでゼロ温度の磁気スカイミオンのような構造の存在を示唆する特異な不連続性を示す。 磁場の変化に伴う磁化の潜在的に測定可能なジャンプは、スピントロニクスや情報キャリアーの最終的な応用に十分な安定度を示す。

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