論文の概要: Quantum Simulation of Cranked Zirconium Isotopes: A Fixed-N Approach with a Structured Number-Conserving Ansatz
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.00844v1
- Date: Wed, 01 Apr 2026 12:54:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-09 14:31:35.833545
- Title: Quantum Simulation of Cranked Zirconium Isotopes: A Fixed-N Approach with a Structured Number-Conserving Ansatz
- Title（参考訳）: クランクジルコニウムアイソトープの量子シミュレーション:構造化数保存アンザッツを用いた固定Nアプローチ
- Authors: Abhishek, Nabeel Salim, P. Arumugam,
- Abstract要約: 固定格子上のNilsson$+$ペアのHミルトニアンにおけるクランクの量子シミュレーションの方法論的研究を示す。
二重励起はペア転送を実装し、一方シングルは活性ニルソン基底の非ゼロコリオリス結合グラフに制限される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6062046099196193
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present a methodological study of quantum simulation of cranking in a Nilsson $+$ pairing Hamiltonian on a fixed deformation grid. The many-body Routhian is mapped to qubits via the Jordan--Wigner transformation and minimized using the Variational Quantum Eigensolver (VQE) in a truncated active space $(M)$. We employ a structured, number-conserving singles-and-doubles ansatz: double excitations implement pair transfer, while singles are restricted to the nonzero Coriolis-coupling graph of the active Nilsson basis. For $M=8$, this yields 42 parameters while preserving particle number exactly. Exact number conservation enforces $\langle P_k \rangle = 0$, so the conventional pairing gap $Δ_κ\propto G\left|\sum_k \langle P_k \rangle\right|$ vanishes identically. We instead introduce a fixed-$N$ pairing-coherence diagnostic, \[ Δ_{\mathrm{coh}} = G \sqrt{\sum_{k \neq l} \left| \langle P_k^\dagger P_l \rangle \right|}, \] used as a scalar measure of off-diagonal pair coherence rather than a BCS gap. We study even-even $^{80,82,84}$Zr. $^{80}$Zr shows a stable oblate minimum at $δ^\ast \approx -0.25$; $^{82}$Zr exhibits the strongest rotational evolution; $^{84}$Zr retains a robust prolate minimum with the largest neutron pairing coherence. These results reflect the present truncated model rather than converged spectroscopy. A cranked BCS calculation on the same grid serves as a qualitative baseline. Comparisons between $M=6$ and $M=8$ show stable trends but visible shifts, so no active-space convergence is claimed. The structured fixed-$N$ ansatz thus captures consistent isotope trends and provides a practical framework to analyze pairing via $Δ_{\mathrm{coh}}$.
- Abstract（参考訳）: 固定変形格子上のNilsson$+$ペアのHamiltonianにおける階調の量子シミュレーションの方法について述べる。
多体ルーシアンはジョルダン・ウィグナー変換(英語版)(Jordan-Wigner transformation)を介してキュービットに写像され、トランケートされた活性空間$(M)$の変分量子固有解器(英語版)(VQE)を用いて最小化される。
二重励起はペア転送を実装し、一方シングルは活性ニルソン基底の非ゼロコリオリス結合グラフに制限される。
M=8$の場合、粒子番号を正確に保存しながら42のパラメータを得る。
厳密な数保存は$\langle P_k \rangle = 0$を強制するので、従来のペアリングギャップ$Δ_κ\propto G\left|\sum_k \langle P_k \rangle\right|$は同一に消滅する。
代わりに Δ_{\mathrm{coh}} = G \sqrt{\sum_{k \neq l} \left| \langle P_k^\dagger P_l \rangle \right|}, \] を BCS ギャップではなく対角外対コヒーレンスのスカラー測度として用いる固定-$N$ペアリングコヒーレンス診断を導入する。
たとえ$^{80,82,84}$Zrであっても研究する。
δ^\ast \approx -0.25$; $^{82}$Zrは最も強い回転進化を示す。
これらの結果は、収束分光法よりも現在の切り離されたモデルを反映している。
同じグリッド上のcranked BCS計算は質的ベースラインとして機能する。
M=6$ と $M=8$ の比較は、安定な傾向を示すが、可視的なシフトを示すため、活性空間収束は主張されない。
したがって、構造化された$N$アンザッツは、一貫した同位体の傾向を捉え、$Δ_{\mathrm{coh}}$を介してペアリングを分析するための実践的なフレームワークを提供する。
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