論文の概要: Quantum computation of energy level degeneracy and thermodynamical properties of spin systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.35660v2
- Date: Tue, 27 Oct 2026 17:27:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-28 21:04:31.365604
- Title: Quantum computation of energy level degeneracy and thermodynamical properties of spin systems
- Title（参考訳）: スピン系のエネルギーレベル縮退と熱力学特性の量子計算
- Abstract要約: スピン系のエネルギーレベルの縮退と熱力学特性を再構築するためのハイブリッド量子古典法を提案する。
単一のアンシラ量子ビットを用いて、虚構逆温度における分配関数を測定する。
ibm_kingston量子プロセッサを用いて,最大36スピンの周期カゴメグラフ上でIsing反強磁性体をフラストレーションする方法を実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose a hybrid quantum-classical method for reconstructing energy-level degeneracies and thermodynamic properties of spin systems. A single ancilla qubit is used to measure the partition function at imaginary inverse temperatures. For spectra lying on a known equally spaced energy grid, the inverse discrete Fourier transform allows exact reconstruction of degeneracies in the absence of noise, without spectral leakage. The quantum circuits are optimized using commuting interactions and Eulerian ordering. We demonstrate the method for frustrated Ising antiferromagnets on periodic Kagome graphs with up to 36 spins, using the ibm_kingston quantum processor. Despite substantial circuit depth and hardware noise, the reconstructed spectra retain their dominant features, and the calculated heat capacities reproduce the main temperature dependence of the exact results. Keywords: partition function, imaginary temperature, Ising model, heat capacity, ancilla qubit, quantum computing.
- Abstract（参考訳）: スピン系のエネルギーレベルの縮退と熱力学特性を再構築するためのハイブリッド量子古典法を提案する。
単一のアンシラ量子ビットを用いて、虚構逆温度における分配関数を測定する。
既知の等間隔のエネルギー格子上に横たわっているスペクトルに対して、逆離散フーリエ変換は、スペクトルリークなしでノイズのない退化の正確な再構成を可能にする。
量子回路は交換相互作用とユーレアン順序で最適化される。
ibm_kingston量子プロセッサを用いて,最大36スピンの周期カゴメグラフ上でIsing反強磁性体をフラストレーションする方法を実証した。
回路深度とハードウエアノイズにもかかわらず、再構成されたスペクトルはその支配的な特徴を保ち、計算された熱容量は正確な結果の主温度依存性を再現する。
キーワード:パーティション関数、想像温度、イジングモデル、熱容量、アンシラ量子ビット、量子コンピューティング。
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