論文の概要: Nuclear Many-Body Systems as Benchmarks for Quantum Computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.08047v1
- Date: Thu, 09 Jul 2026 01:53:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-10 14:45:27.391789
- Title: Nuclear Many-Body Systems as Benchmarks for Quantum Computing
- Title（参考訳）: 量子コンピューティングのベンチマークとしての核多体システム
- Authors: Sota Yoshida, Alessandro Baroni, Takayuki Miyagi, Ermal Rrapaj,
- Abstract要約: 核多体系に対する量子アルゴリズムのベンチマークを行うためのフレームワークを提案する。
第二量子化形式論における核相互作用を量子化ハミルトン多様体にマッピングする。
3つの代表的な固有値アルゴリズムに対して資源推定を行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.146761527401424
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present a framework for benchmarking quantum algorithms for nuclear many-body systems based on realistic nuclear Hamiltonians such as chiral effective field theory. To this effect we introduce a workflow that maps nuclear interactions in second quantization formalism to qubit Hamiltonians. This enables the systematic construction of benchmark instances spanning no-core and valence-space formulations with two-body (NN) and selected three-body (3N) interactions. Then, we proceed to provide resource estimates for three representative eigenvalue algorithms: Quantum Phase Estimation, Quantum Krylov methods, and Observable Dynamic Mode Decomposition. We compare their resource requirements in terms of T-gate counts and system size, and examine the impact of model-space choices and many-body interactions. The primitives included in our analysis are Trotterization, Qubitization, and Quantum Singular Value Transformation. Our results quantify scaling trends across algorithms and problem classes, and provide a basis for consistent comparisons of quantum approaches to nuclear many-body problems. The implementation is provided by the NuQuLib software stack.
- Abstract（参考訳）: 我々は、カイラル効果場理論のような現実的な核ハミルトニアンに基づく核多体系に対する量子アルゴリズムのベンチマークフレームワークを提案する。
この効果のために、第2量子化形式論における核相互作用を量子化ハミルトニアンにマッピングするワークフローを導入する。
これにより、2-body (NN) と選択された3-body (3N) 相互作用で、no-core と valence-space の定式化にまたがるベンチマークインスタンスを体系的に構築できる。
そこで我々は,量子位相推定,量子クリロフ法,可観測動的モード分解という3つの代表的な固有値アルゴリズムの資源推定を行う。
本稿では,Tゲート数とシステムサイズの観点から資源要件を比較し,モデル空間選択と多体相互作用の影響について検討する。
我々の分析に含まれるプリミティブは、トロッター化、量子化、量子特異値変換である。
本結果は,アルゴリズムおよび問題クラス間のスケーリングトレンドを定量化し,核多体問題に対する量子アプローチの一貫性のある比較の基礎を提供する。
この実装は、NuQuLibソフトウェアスタックによって提供される。
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