論文の概要: Relativistic Quantum Simulation under Periodic and Dirichlet Boundary Conditions: A First-Quantised Framework for Near-Term Devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.22579v1
- Date: Fri, 26 Sep 2025 16:58:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-29 20:57:54.600747
- Title: Relativistic Quantum Simulation under Periodic and Dirichlet Boundary Conditions: A First-Quantised Framework for Near-Term Devices
- Title（参考訳）: 周期的およびディリクレ境界条件下での相対論的量子シミュレーション:近距離デバイスのための第一量子化フレームワーク
- Authors: Jaewoo Joo, Timothy P. Spiller, Kyunghyun Baek, Jeongho Bang,
- Abstract要約: 第一量子化手法を用いた相対論的量子シミュレーションの新しい手法を提案する。
波動関数は系量子ビットで表される有限格子にわたって離散化される。
相対論的運動エネルギーは、全運動ハミルトニアンの摂動膨張によって近似される。
- 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 present a new recipe for relativistic quantum simulation using the first quantisation approach, under periodic (PBC) and Dirichlet (DBC) boundary conditions. The wavefunction is discretised across a finite grid represented by system qubits, and the squared momentum operator is expressed using the finite-difference method based on quantum translation operations. The relativistic kinetic energy is approximated through a perturbative expansion of the total kinetic Hamiltonian, incorporating higher-order momentum terms. The approach would allow variational optimisation of appropriate ansatz states to estimate both non-relativistic and relativistic ground-state energies on a quantum computer. This work offers a practical route to simulating relativistic effects on near-term quantum devices, supporting future developments in quantum physics and chemistry.
- Abstract（参考訳）: 第1量子化法(PBC)とディリクレ(DBC)の境界条件下での相対論的量子シミュレーションの新しい手法を提案する。
波動関数は系量子ビットで表される有限格子上で離散化され、量子変換演算に基づく有限差分法を用いて二乗運動量演算子が表現される。
相対論的運動エネルギーは、高次運動量項を組み込んだ総運動量ハミルトンの摂動膨張によって近似される。
この手法により、適切なアンザッツ状態の変分最適化により、量子コンピュータ上の非相対論的および相対論的基底状態エネルギーの両方を推定できる。
この研究は、近未来の量子デバイスに対する相対論的効果をシミュレートする実用的な方法を提供し、将来の量子物理学と化学の発展をサポートする。
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