論文の概要: Variational simulation of quantum phase transitions induced by boundary fields

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.20870v1
• Date: Wed, 25 Jun 2025 22:42:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-27 19:53:09.907405
• Title: Variational simulation of quantum phase transitions induced by boundary fields
• Title（参考訳）: 境界場による量子相転移の変動シミュレーション
• Authors: Alan C. Duriez, Andreia Saguia, Marcelo S. Sarandy,
• Abstract要約: 我々は、量子相転移を理論的かつ実験的に研究するために、デジタル量子シミュレーションを資源として利用する。 変動量子固有解法(VQE)アルゴリズムを1次元スピン-1/2$逆場イジング鎖に実装する。 位相図の異なる領域に対して、量子アルゴリズムは、システム内で発生する第1または第2の遷移に責任がある磁場の臨界値を予測することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The characterization of quantum phase transitions is a fundamental task for the understanding of quantum phases of matter, with a number of potential applications in quantum technologies. In this work, we use digital quantum simulation as a resource to theoretically and experimentally study quantum phase transitions. More specifically, we implement the variational quantum eigensolver (VQE) algorithm to the one-dimensional spin-$1/2$ transverse-field Ising chain in the presence of boundary magnetic fields. Such fields can induce a rich phase diagram, including a first-order line and also a continuous wetting transition, which is a quantum version of the classical wetting surface phenomenon. We present results for noiseless simulations of the associated quantum circuits as well as hardware results taken from a superconducting quantum processor. For different regions of the phase diagram, the quantum algorithm allows us to predict the critical value of the magnetic fields responsible for either the first or second-order transitions occuring in the system.
• Abstract（参考訳）: 量子相転移の特徴づけは、物質の量子相を理解するための基本的なタスクであり、量子技術に多くの潜在的な応用がある。 本研究では,量子相転移を理論的,実験的に研究するために,ディジタル量子シミュレーションを資源として利用する。 より具体的には、境界磁場の存在下での1次元スピン-1/2$逆場イジング鎖に変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムを実装する。 そのような場は、古典的な湿潤表面現象の量子バージョンである1次線や連続湿潤遷移を含む豊富な位相図を誘導することができる。 本稿では, 量子回路のノイズレスシミュレーションと, 超伝導量子プロセッサのハードウェア処理結果について述べる。 位相図の異なる領域に対して、量子アルゴリズムは、システム内で発生する第1または第2の遷移に責任がある磁場の臨界値を予測することができる。

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