論文の概要: Enhanced Quantum behavior on frustrated Ising model: Quantum Approximate Optimization Algorithm study

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.07457v1
• Date: Thu, 10 Jul 2025 06:18:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-11 16:40:15.291183
• Title: Enhanced Quantum behavior on frustrated Ising model: Quantum Approximate Optimization Algorithm study
• Title（参考訳）: フラストレーションイジングモデルにおける量子挙動の増強:量子近似最適化アルゴリズムの研究
• Authors: Seunghan Lee, Hunpyo Lee,
• Abstract要約: 量子近似最適化アルゴリズム(QAOA)を用いた2次元正方格子上のフラストレーションイジングモデルの量子効果について検討した。 弱くフラストレーションのある地域では、QAOA測定は基底状態からエネルギー的に分離されているため、最初の励起状態の捕捉はめったにないことがわかった。 対照的に、量子相転移点付近では、励起状態はQAOA測定においてより頻繁に現れ、量子ゆらぎの役割の増大が強調される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.23677733113962515
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigated the quantum effects of a frustrated Ising model on a two-dimensional square lattice using the Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA). While strong spin frustration is known to induce quantum fluctuations at low temperatures, previous classical approaches restricted to binary (up or down) spin configurations have been insufficient to fully capture the quantum contributions of frustration. In this study, we introduced a quantitative metric to evaluate the quantum effects arising from frustration and employed QAOA to differentiate between classical and quantum regimes. Notably, we found that in the weakly frustrated region, QAOA measurements rarely capture first excited states, as they are energetically well separated from the ground state. In contrast, near the quantum phase transition point, excited states appear more frequently in QAOA measurements, highlighting the increased role of quantum fluctuations.
• Abstract（参考訳）: 量子近似最適化アルゴリズム (QAOA) を用いて, フラストレーションIsingモデルの2次元正方格子に対する量子効果を検討した。 強いスピンフラストレーションは低温での量子揺らぎを引き起こすことが知られているが、従来の古典的アプローチでは2進(上下)スピン配置に制限されていたため、フラストレーションの量子的寄与を完全に捉えるには不十分であった。 本研究では,フラストレーションに起因する量子効果を定量的に評価する尺度を導入し,古典的状態と量子的状態の区別にQAOAを用いた。 特に、弱いフラストレーションのある地域では、QAOA測定が基底状態からエネルギー的に分離されているため、最初の励起状態の捕捉はめったにないことがわかった。 対照的に、量子相転移点付近では、励起状態はQAOA測定においてより頻繁に現れ、量子ゆらぎの役割の増大が強調される。

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