論文の概要: Bridging Quantum Computing and Nuclear Structure: Atomic Nuclei on a Trapped-Ion Quantum Computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.20642v2
- Date: Thu, 06 Nov 2025 02:42:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-07 22:27:39.606056
- Title: Bridging Quantum Computing and Nuclear Structure: Atomic Nuclei on a Trapped-Ion Quantum Computer
- Title（参考訳）: ブリッジング量子コンピューティングと原子構造:トラップ量子コンピュータの原子核
- Authors: Sota Yoshida, Takeshi Sato, Takumi Ogata, Masaaki Kimura,
- Abstract要約: 我々は、RIKEN-Quantinuum Reimei型量子コンピュータ上で、強い相関を持つ核多体系の量子シミュレーションを実証する。
核殻モデルのハードコアボソン表現とペア単位結合クラスタアンサッツアンサッツを組み合わせることで、基底状態エネルギーの相対誤差を1パーセント以下に抑えることができる。
- 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 demonstrate quantum simulations of strongly correlated nuclear many-body systems on the RIKEN-Quantinuum Reimei trapped-ion quantum computer, targeting ground states of oxygen, calcium, and nickel isotopes. By combining a hard-core-boson representation of the nuclear shell model with a pair-unitary coupled-cluster doubles ansatz, we achieve sub-percent relative error in the ground-state energies compared to noise-free statevector simulations. Our approach leverages symmetry-aware state preparation and particle-number post-selection to efficiently capture pairing correlations characteristic of systems with same-species nucleons. These findings highlight the viability of high-fidelity trapped-ion platforms for nuclear physics applications and provide a foundation for scaling to more complex nuclear systems.
- Abstract（参考訳）: 我々は、RIKEN-Quantinuum Reimei型量子コンピュータ上で、強い相関を持つ核多体系の量子シミュレーションを行い、酸素、カルシウム、ニッケル同位体の基底状態をターゲットにした。
核殻モデルのハードコアボソン表現と一対結合クラスタアンサッツアンサッツを組み合わせることで、ノイズフリー状態ベクトルシミュレーションと比較して、基底状態エネルギーの相対誤差を低く抑えることができる。
提案手法は,同種核子を持つ系の配向相関を効率よく捉えるために,対称性を考慮した状態準備と粒子数後選択を利用する。
これらの知見は、核物理学応用のための高忠実なトラップイオンプラットフォームの実現可能性を強調し、より複雑な核システムへのスケーリングの基礎を提供する。
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