論文の概要: 3D Ising criticality with Platonic lattice superconducting qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.16854v1
• Date: Mon, 15 Jun 2026 15:28:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-16 16:21:34.670264
• Title: 3D Ising criticality with Platonic lattice superconducting qubits
• Title（参考訳）: プラトン格子超伝導量子ビットによる3次元イジング臨界
• Authors: Liyang Sui, Hong-Hao Song, Sainan Huai, Yufan Li, Zhiwen Zong, Kunliang Bu, Xiaopei Yang, Xingrui Liu, Wenyan Jin, Bowen Chen, Xutao Zhang, Jianlan Wu, Yicong Zheng, Shengyu Zhang, Gang v. Chen, Yi Yin,
• Abstract要約: 多重接続9ビット超伝導量子プロセッサを用いた3次元イジング臨界指数のディジタル量子シミュレーションを行う。 4つの最低エネルギーはフーリエ変換解析と高精度数値フィッティングによって抽出される。 その結果 Delta_epsilon = 1.5850 となり、臨界指数次元 nu = 0.7067 は理論とよく一致する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.765827162884685
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The three-dimensional (3D) Ising model is a foundational model in statistical physics and critical phenomena, yet its analytical intractability has long impeded the precise determination of universal critical exponents. While high-precision estimates have been obtained through classical numerical methods and conformal bootstrap techniques, a direct quantum simulation of the 3D Ising criticality remains challenging, requiring nontrivial connectivity, sufficient system size, and high spectral resolution. In this work, assisted by the state-operator correspondence of conformal field theory, we perform a digital quantum simulation of the 3D Ising critical exponents using a multiply-connected 9-qubit superconducting quantum processor with a Platonic lattice geometry. Employing an extended variational quantum eigensolver equipped with a phase-based loss function, we variationally prepare the low-energy eigenstates of the transverse-field Ising model on a cubic Platonic lattice encoded in an 8-qubit register. The four lowest eigenenergies are extracted via Fourier-transform analysis and high-precision numerical fitting, agreeing with the exact diagonalization values up to +/- 0.001. The resulting scaling dimension Delta_epsilon = 1.5850 and critical exponent nu = 0.7067 match well with theory.
• Abstract（参考訳）: 3次元イジングモデル(3次元イジングモデル)は、統計物理学と臨界現象の基礎モデルであるが、その解析的抽出性は、普遍的臨界指数の正確な決定を長い間妨げてきた。 古典的な数値法と共形ブートストラップ法によって高精度な推定値が得られたが、3次元イジング臨界の直接量子シミュレーションは依然として困難であり、非自明な接続性、十分なシステムサイズ、高スペクトル分解能を必要とする。 本研究は, 共形場理論の状態-演算対応により, 多重連結9ビット超伝導量子プロセッサを用いた3次元イジング臨界指数のディジタル量子シミュレーションを行う。 8-qubitレジスタで符号化された立方体プラトン格子上における横場イジングモデルの低エネルギー固有状態を変動的に生成する。 4つの最低エネルギーはフーリエ変換解析と高精度数値フィッティングによって抽出され、正確な対角化値が +/- 0.001 に一致する。 結果として生じるスケーリング次元 Delta_epsilon = 1.5850 と臨界指数 nu = 0.7067 は理論とよく一致する。

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