論文の概要: Single-step Quantum Simulation of Two Nucleons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.12798v1
• Date: Sun, 14 Dec 2025 18:41:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-16 17:54:56.44594
• Title: Single-step Quantum Simulation of Two Nucleons
• Title（参考訳）: 2つの核の1段階量子シミュレーション
• Authors: Bhoomika Maheshwari, Paul Stevenson, P. Van Isacker,
• Abstract要約: 本研究では、サブスペース探索変分量子固有解器(SSVQE)と適応微分アセンブル擬似トロッター(ADAPT)アンサッツを組み合わせた数値シミュレーションを提案する。 正確な対角化に対するベンチマークにより,提案手法の精度を示す。
• 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: Quantum computing offers a scalable approach to solving the nuclear shell model, a highly complex and exponentially scaled many-body problem. This work presents a numerical simulation of the subspace search variational quantum eigensolver (SSVQE) combined with an adaptive derivative-assembles pseudo-trotter (ADAPT) ansatz to obtain the low-lying states of any nuclear system in a single optimization run. As an example, we apply this method in this work to a trivial identical nucleon system, two nucleons in the $0p_{3/2}$ orbital, mapped to 4 qubits depicting m-scheme single-particle states including a surface delta effective interaction using the Jordan-Wigner transformation. The ADAPT-SSVQE algorithm, by utilizing a symmetry-preserving double-excitation ADAPT operator pool, uniquely optimizes a weighted energy sum, forcing the simultaneous convergence of two lowest states within the total angular momentum $M_J=0$ subspace. We demonstrate the accuracy of the method by benchmarking against the exact diagonalization, confirming its potential for probing nuclear structure and pairing phenomena on current and near-future quantum devices without requiring multi-step procedure for excited states.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、非常に複雑で指数関数的にスケールされた多体問題である核殻モデルを解くためのスケーラブルなアプローチを提供する。 本研究では、サブスペース探索変分量子固有解器(SSVQE)と適応微分アセンブル擬似トロッター(ADAPT)アンサッツを組み合わせた数値シミュレーションを行い、一つの最適化ランで任意の核系の低次状態を得る。 例えば、この方法では自明な同一核子系、0p_{3/2}$軌道上の2つの核子を、ヨルダン-ウィグナー変換を用いた表面デルタ効果相互作用を含むm-スキーム単一粒子状態を表す4つの量子ビットにマッピングする。 ADAPT-SSVQEアルゴリズムは、対称性を保存する二重励起ADAPT演算子プールを利用して、重み付けエネルギー和を一意に最適化し、全角運動量$M_J=0$部分空間内の2つの最低状態の同時収束を強制する。 本手法の精度は, 正確な対角化に比較して検証し, 励起状態の多段階手順を必要とせず, 現行及び近未来の量子デバイス上での原子核構造とペアリング現象の可能性を検証した。

関連論文リスト

• Explicit Formulas for Estimating Trace of Reduced Density Matrix Powers via Single-Circuit Measurement Probabilities [10.43657724071918]
  還元密度行列の$n$dから$n$dまでのトレースを同時に推定する普遍的枠組みを提案する。 純粋量子法とNewton-Girard反復を組み合わせたハイブリッド量子古典的アプローチの2つのアルゴリズムを開発した。 非線形関数の推定や絡み合いの表現など,様々な応用について検討する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-23T01:41:39Z)
• Comparison of variational quantum eigensolvers in light nuclei [0.0]
  我々は、$p$シェル内の光原子核の基底状態の古典的なシミュレーションを示す。 2つの主変分量子固有解法アルゴリズムの性能を比較した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-18T11:08:57Z)
• Excited States from ADAPT-VQE convergence path in Many-Body Problems: application to nuclear pairing problem and $H_4$ molecule dissociation [6.5877766193350675]
  量子コンピューティングアルゴリズムは、多体相互作用系における低レベルの励起状態を得るために提案される。 近似固有状態は、ADAPT-VQEの収束経路から選択された状態の部分空間における量子空間対角化法を用いて得られる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-06-27T14:45:01Z)
• Simulation of Atomic Layer Deposition with a Quantum Computer [0.0]
  エミュレータ上での量子計算によるジルコニウムの原子層堆積(ALD)の研究について述べる。 ALDプロセス制御は、スピントロニクス、ナノチューブ、再生可能エネルギー貯蔵など、いくつかの技術応用において重要である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-04-03T22:01:00Z)
• Variational Quantum Subspace Construction via Symmetry-Preserving Cost Functions [36.94429692322632]
  低次エネルギー状態の抽出のための削減部分空間を反復的に構築するために,対称性保存コスト関数に基づく変動戦略を提案する。 概念実証として, 基底状態エネルギーと電荷ギャップの両方を対象とし, 提案アルゴリズムをH4鎖とリング上で検証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-25T20:33:47Z)
• Neutron-nucleus dynamics simulations for quantum computers [49.369935809497214]
  一般ポテンシャルを持つ中性子核シミュレーションのための新しい量子アルゴリズムを開発した。 耐雑音性トレーニング法により、ノイズの存在下でも許容される境界状態エネルギーを提供する。 距離群可換性(DGC)と呼ばれる新しい可換性スキームを導入し、その性能をよく知られたqubit-commutativityスキームと比較する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-22T16:33:48Z)
• A self-consistent field approach for the variational quantum eigensolver: orbital optimization goes adaptive [52.77024349608834]
  適応微分組立問題集合型アンザッツ変分固有解法(ADAPTVQE)における自己一貫したフィールドアプローチ(SCF)を提案する。 このフレームワークは、短期量子コンピュータ上の化学系の効率的な量子シミュレーションに使用される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-21T23:15:17Z)
• Benchmarking adaptive variational quantum eigensolvers [63.277656713454284]
  VQEとADAPT-VQEの精度をベンチマークし、電子基底状態とポテンシャルエネルギー曲線を計算する。 どちらの手法もエネルギーと基底状態の優れた推定値を提供する。 勾配に基づく最適化はより経済的であり、勾配のない類似シミュレーションよりも優れた性能を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-02T19:52:04Z)
• Preparation of excited states for nuclear dynamics on a quantum computer [117.44028458220427]
  量子コンピュータ上で励起状態を作成するための2つの異なる方法を研究する。 シミュレーションおよび実量子デバイス上でこれらの手法をベンチマークする。 これらの結果から,フォールトトレラントデバイスに優れたスケーリングを実現するために設計された量子技術が,接続性やゲート忠実性に制限されたデバイスに実用的なメリットをもたらす可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-28T17:21:25Z)
• Variational Monte Carlo calculations of $\mathbf{A\leq 4}$ nuclei with an artificial neural-network correlator ansatz [62.997667081978825]
  光核の基底状態波動関数をモデル化するためのニューラルネットワーク量子状態アンサッツを導入する。 我々は、Aleq 4$核の結合エネルギーと点核密度を、上位のピオンレス実効場理論から生じるものとして計算する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-28T14:52:28Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。