論文の概要: Evaluating Sample-Based Krylov Quantum Diagonalization for Heisenberg Models with Applications to Materials Science
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.17141v1
- Date: Fri, 19 Dec 2025 00:29:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-22 19:25:54.206778
- Title: Evaluating Sample-Based Krylov Quantum Diagonalization for Heisenberg Models with Applications to Materials Science
- Title（参考訳）: ハイゼンベルクモデルに対するサンプルベースクリロフ量子対角化の評価と材料科学への応用
- Authors: Roman Firt, Neel Misciasci, Jonathan E. Mueller, Triet Friedhoff, Chinonso Onah, Aaron Schulze, Sarah Mostame,
- Abstract要約: 我々は,1次元および2次元ハイゼンベルクモデルを用いて,サンプルベースのクリロフ量子対角化アルゴリズム(SKQD)を評価する。
問題インフォームド初期状態と磁化セクタスイープを用いて、SKQDはさまざまな異方性領域にわたる基底状態エネルギーと磁場依存磁化を正確に再現する。
- 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 evaluate the Sample-based Krylov Quantum Diagonalization (SKQD) algorithm on one- and two-dimensional Heisenberg models, including strongly correlated regimes in which the ground state is dense. Using problem-informed initial states and magnetization-sector sweeps, SKQD accurately reproduces ground-state energies and field-dependent magnetization across a range of anisotropies. Benchmarks against DMRG and exact diagonalization show consistent qualitative agreement, with accuracy improving systematically in more anisotropic regimes. We further demonstrate SKQD on quantum hardware by implementing 18- and 30-qubit Heisenberg chains, obtaining magnetization curves that match theoretical expectations. Simulations on small 2D square-lattice systems further demonstrate that the method applies effectively beyond 1D geometries.
- Abstract（参考訳）: 我々は1次元および2次元ハイゼンベルクモデル上でサンプルベースのクリロフ量子対角化(SKQD)アルゴリズムを評価する。
問題インフォームド初期状態と磁化セクタスイープを用いて、SKQDはさまざまな異方性領域にわたる基底状態エネルギーと磁場依存磁化を正確に再現する。
DMRGと正確な対角化に対するベンチマークでは、より異方性のある状態において、精度が体系的に改善され、一貫した質的一致を示す。
さらに、18および30量子ビットのハイゼンベルク連鎖を実装し、理論的な期待に合う磁化曲線を得ることにより、量子ハードウェア上のSKQDを実証する。
小型2次元2次元格子系のシミュレーションは、この手法が1次元測地を超えて効果的に適用できることをさらに証明している。
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