論文の概要: Extracting scattering phase shift in quantum mechanics on quantum computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.04092v1
• Date: Wed, 07 Jan 2026 16:59:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-09 02:15:23.695071
• Title: Extracting scattering phase shift in quantum mechanics on quantum computers
• Title（参考訳）: 量子コンピュータ上の量子力学における散乱位相シフトの抽出
• Authors: Peng Guo, Paul LeVan, Frank X. Lee, Yong Zhao,
• Abstract要約: 簡単な1次元量子力学モデルによる量子コンピュータにおける無限体積散乱位相シフトの抽出の可能性について検討する。 我々は、閉じ込められた系の積分相関関数(ICF)と重み付き積分による無限体積散乱位相シフトを関連付けるRef.citeGuo:2023eccで確立された形式主義を用いる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.057428395961264
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: We investigate the feasibility of extracting infinite volume scattering phase shift on quantum computers in a simple one-dimensional quantum mechanical model, using the formalism established in Ref.~\cite{Guo:2023ecc} that relates the integrated correlation functions (ICF) for a trapped system to the infinite volume scattering phase shifts through a weighted integral. The system is first discretized in a finite box with periodic boundary conditions, and the formalism in real time is verified by employing a contact interaction potential with exact solutions. Quantum circuits are then designed and constructed to implement the formalism on current quantum computing architectures. To overcome the fast oscillatory behavior of the integrated correlation functions in real-time simulation, different methods of post-data analysis are proposed and discussed. Test results on IBM hardware show that good agreement can be achieved with two qubits, but complete failure ensues with three qubits due to two-qubit gate operation errors and thermal relaxation errors.
• Abstract（参考訳）: 簡単な1次元量子力学モデルを用いた量子コンピュータ上での無限体積散乱位相シフトの抽出の可能性について,Refで確立された定式化を用いて検討した。 トラップ系に対する積分相関関数 (ICF) と無限体積散乱位相の重み付き積分によるシフトを関連づけた~\cite{Guo:2023ecc}。 このシステムは、周期的境界条件を持つ有限ボックスで最初に離散化され、正確な解と接触相互作用ポテンシャルを用いることで、リアルタイムの形式性を検証する。 量子回路は、現在の量子コンピューティングアーキテクチャにフォーマリズムを実装するために設計され、構築される。 実時間シミュレーションにおける統合相関関数の高速振動挙動を克服するために,データ解析の異なる手法を提案し,議論した。 IBMハードウェア上でのテスト結果から、良い一致は2キュービットで達成できるが、2キュービットゲートの動作誤差と熱緩和誤差により3キュービットで完全な故障が発生することが示された。

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