論文の概要: Jacobi-Anger Density Estimation for Energy Distribution of Quantum States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.24316v1
- Date: Tue, 28 Oct 2025 11:30:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-29 15:35:37.09129
- Title: Jacobi-Anger Density Estimation for Energy Distribution of Quantum States
- Title（参考訳）: 量子状態のエネルギー分布に対するヤコビ-アンガー密度推定
- Authors: Kyeongan Park, Gwonhak Lee, Minhyeok Kang, Youngjun Park, Joonsuk Huh,
- Abstract要約: 本稿では、この難易度を克服するために、非パラメトリックな量子インスパイアされた手法であるJacobi-Anger Density Estimation (JADE)を紹介する。
我々は,分子系の量子状態のエネルギー分布を正確に再現できることを実証した。
本研究は, JADEを実用量子システムのための強力で汎用的なツールであり, 地中エネルギー推定や関連応用を著しく向上させる可能性を示すものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.0001643070583484
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The energy distribution of a quantum state is essential for accurately estimating a molecule's ground state energy in quantum computing. Directly obtaining this distribution requires full Hamiltonian diagonalization, which is computationally prohibitive for large-scale systems. A more practical strategy is to approximate the distribution from a finite set of Hamiltonian moments. However, reconstructing an accurate distribution from only a limited number of moments remains a significant challenge. In this work, we introduce Jacobi-Anger Density Estimation (JADE), a non-parametric, quantum-inspired method designed to overcome this difficulty. JADE reconstructs the characteristic function from a finite set of moments using the Jacobi-Anger expansion and then estimates the underlying distribution via an inverse Fourier transform. We demonstrate that JADE can accurately recover the energy distribution of a quantum state for a molecular system. Beyond quantum chemistry, we also show that JADE is broadly applicable to the estimation of complicated probability density functions in various other scientific and engineering fields. Our results highlight JADE as a powerful and versatile tool for practical quantum systems, with the potential to significantly enhance ground state energy estimation and related applications.
- Abstract（参考訳）: 量子状態のエネルギー分布は、量子コンピューティングにおいて分子の基底状態エネルギーを正確に推定するために不可欠である。
この分布を直接取得するには、大規模システムでは計算が禁じられる完全なハミルトン対角化が必要である。
より実践的な戦略は、ハミルトンモーメントの有限集合からの分布を近似することである。
しかし、限られた瞬間から正確な分布を再構築することは大きな課題である。
本稿では,この難易度を克服するために,非パラメトリックな量子インスパイアされた手法であるJacobi-Anger Density Estimation (JADE)を紹介する。
JADE はジャコビ・アンガー展開(英語版)を用いて有限のモーメントから特徴関数を再構成し、次に逆フーリエ変換(英語版)を通して基底分布を推定する。
我々は,分子系の量子状態のエネルギー分布を正確に再現できることを実証した。
量子化学以外にも、JADEは様々な科学・工学分野における複雑な確率密度関数の推定に広く適用可能であることも示している。
本研究は, JADEを実用量子システムのための強力で汎用的なツールであり, 地中エネルギー推定や関連応用を著しく向上させる可能性を示すものである。
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