論文の概要: Improved quasiparticle nuclear Hamiltonians for quantum computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.11381v1
- Date: Mon, 13 Apr 2026 12:20:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-14 20:13:16.527413
- Title: Improved quasiparticle nuclear Hamiltonians for quantum computing
- Title（参考訳）: 量子コンピューティングのための改良された準粒子核ハミルトニアン
- Authors: Emanuele Costa, Javier Menendez,
- Abstract要約: 開殻核の準粒子記述を改善するために, ブリルアン・ウィグナー摂動理論を適用した。
また, 非準粒子リゾルダーの平均場Hartree-Fock近似を導入し, 実際のシェルモデル結果の2%以内の基底状態エネルギーを達成した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum computing is increasingly offering concrete solutions toward the simulation of nuclear structure, with the potential to overcome the exponential scaling that limits classical diagonalization methods in large spaces. A particularly efficient encoding scheme, based on collective like-nucleon pairing modes, reduces the qubit requirements by half and avoids the non-local operator strings of standard fermion-to-qubit mappings. While this quasiparticle framework provides accurate results for semimagic nuclei, it does not adequately describe open-shell systems where proton-neutron correlations become important. In this work, we apply Brillouin-Wigner perturbation theory to systematically improve the quasiparticle description of open-shell nuclei in the $sd$ shell, reaching an energy relative error below $0.2\%$ compared to the nuclear shell model. Furthermore, to make the effective Hamiltonian suitable for quantum simulation, we introduce a mean-field Hartree-Fock approximation of the non-quasiparticle resolvent, achieving ground-state energies typically within $2\%$ of the exact shell-model result. This represents a systematic improvement over the bare quasiparticle Hamiltonian while remaining within the reach of near-term quantum devices.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、大規模空間における古典的な対角化法を制限する指数関数的スケーリングを克服する可能性を持つ、核構造のシミュレーションに向けた具体的な解決策をますます提供してきている。
特に効率的な符号化方式は、集合的な類似-核子ペアリングモードに基づいて、量子ビット要求を半分に減らし、標準フェルミオン-量子ビットマッピングの非局所作用素文字列を避ける。
この準粒子フレームワークは半磁性核の正確な結果を提供するが、陽子-中性子相関が重要になる開殻系を適切に記述していない。
本研究では,Brillouin-Wigner摂動理論を用いて,開殻核の準粒子的記述を$sd$シェルで体系的に改善し,核殻モデルと比較して0.2 %以下のエネルギー相対誤差に達する。
さらに, 量子シミュレーションに適した実効ハミルトニアンを実現するために, 非準粒子リゾルダーの平均場ハートリー・フォック近似を導入する。
これは、準粒子ハミルトニアンに対する体系的な改善であり、短期量子デバイスの範囲内に留まる。
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